编码CRISPR相关蛋白质的核酸及其用途制造技术

技术编号：23563500 阅读：46 留言：0更新日期：2020-03-25 07:58

本发明专利技术涉及生物药物领域，并且具体地涉及治疗性核酸领域。本发明专利技术提供编码CRISPR相关蛋白质的人工核酸，具体地RNA。还提供包括其的(药物)组合物和多部分试剂盒。此外，本发明专利技术涉及用于药物和具体地用于治疗和/或预防适于用CRISPR相关蛋白质治疗的疾病的人工核酸、(药物)组合物、或多部分试剂盒。

Nucleic acids encoding CRISPR related proteins and their applications

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码CRISPR相关蛋白质的核酸及其用途本专利技术涉及编码CRISPR相关蛋白质的人工核酸——具体地RNA——和包括其的(药物)组合物和多部分试剂盒(kit-of-parts)。所述人工核酸——具体地RNA——(药物)组合物和试剂盒设想用于药物等，例如用于基因疗法，和具体地用于治疗和/或预防适于用CRISPR相关蛋白质(例如通过基因编辑、敲入、敲除或调控目的靶基因表达)治疗的疾病。CRISPR(成簇规律间隔的短回文重复序列)-Cas系统通过使用反义RNA以序列特异性方式识别和切割外源DNA，赋予细菌和古细菌针对入侵DNA元件(例如病毒，质粒)的适应性免疫保护。在最新的分类中，各种CRISPR-Cas系统根据其效应物的构型被分为两类：1类CRISPR系统利用几种Cas(CRISPR相关)蛋白和CRISPR-RNA(crRNA)作为向导RNA(gRNA)形成效应复合物，而2类CRISPR系统利用大的单组分Cas蛋白与crRNA一起介导对外源DNA元件的干扰。已经鉴定了多个1类CRISPR-Cas系统——其包括I型和III型系统，并且对其进行了详细功能表征...

【技术保护点】
1.人工核酸分子，包括/na.至少一个编码区，编码至少一种CRISPR相关蛋白质；/nb.至少一个5’非翻译区(5’UTR)元件，衍生自选自SLC7A3、ATP5A1、RPL32、HSD17B4、NOSIP、ASAH1、RPL31、TUBB4B、UBQLN2、MP68和NDUFA4的基因的5’UTR；和/nc.至少一个3’非翻译区(3’UTR)元件，衍生自选自GNAS、CASP1、PSMB3、ALB、COX6B1、NDUFA1和RPS9的基因的3’UTR。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 EP PCT/EP2017/057110;20171019 EP PCT/EP201.人工核酸分子，包括
a.至少一个编码区，编码至少一种CRISPR相关蛋白质；
b.至少一个5’非翻译区(5’UTR)元件，衍生自选自SLC7A3、ATP5A1、RPL32、HSD17B4、NOSIP、ASAH1、RPL31、TUBB4B、UBQLN2、MP68和NDUFA4的基因的5’UTR；和
c.至少一个3’非翻译区(3’UTR)元件，衍生自选自GNAS、CASP1、PSMB3、ALB、COX6B1、NDUFA1和RPS9的基因的3’UTR。

2.根据权利要求1所述的人工核酸分子，其中各所述基因包括天然存在的DNA序列及其同源物、变体、片段、和相应RNA序列。

3.根据权利要求1或2所述的人工核酸分子，包括
a.衍生自SLC7A3基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
b.衍生自HSD17B4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
c.衍生自ATP5A1基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自CASP1基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
d.衍生自NDUFA4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自PSMB3基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
e.衍生自HSD17B4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自PSMB3基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
f.衍生自RPL32基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自ALB基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
g.衍生自HSD17B4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自CASP1基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
h.衍生自SLC7A3基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自CASP1基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
i.衍生自SLC7A3基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自PSMB3基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
j.衍生自NOSIP基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自PSMB3基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
k.衍生自NDUFA4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自RPS9基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
l.衍生自HSD17B4基因的5’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自RPS9基因的3’UTR或其相应RNA序列、同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
m.衍生自ATP5A1基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
n.衍生自NDUFA4基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自COX6B1基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
n.衍生自NDUFA4基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
o.衍生自NDUFA4基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自NDUFA1基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
p.衍生自NOSIP基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自NDUFA1基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
q.衍生自RPL31基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
r.衍生自TUBB4B基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自RPS9基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
s.衍生自UBQLN2基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自RPS9基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；
t.衍生自MP68基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自GNAS基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件；或
u.衍生自MP68基因的5’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个5’UTR元件、和衍生自NDUFA1基因的3’UTR或其同源物、片段或变体的至少一个3’UTR元件。

4.根据权利要求3所述的人工核酸分子，包括根据d、e、g或1的UTR元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的人工核酸分子，其中
-所述衍生自HSD17B4基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：1的DNA序列或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：1的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：2的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：2的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自RPL32基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：21的DNA序列或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：21的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：22的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：22的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自NDUFA4基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：9的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：9的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：10的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：10的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自SLC7A3基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：15的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：15的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：16的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：16的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自NOSIP基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：11的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：11的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：12的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：12的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自ATP5A1基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：5的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：5的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：6的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：6的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
所述衍生自ASAH1基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：3的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：3的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：4的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：4的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
所述衍生自Mp68基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：7的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：7的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：8的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：8的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
所述衍生自Rpl31基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：13的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：13的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：14的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：14的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
所述衍生自TUBB4B基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：17的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：17的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：18的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：18的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
所述衍生自Ubqln2基因的5’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：19的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：19的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：20的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：20的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自GNAS基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：29的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：29的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；根据SEQIDNO：30的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：30的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自CASP1基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：25的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：25的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：26的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：26的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自PSMB3基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：23的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：23的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：24的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：24的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自ALB基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：35的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：35的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：36的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：36的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自RPS9基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：33的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：33的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：34的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：34的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；
-所述衍生自COX6B1基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：27的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：27的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：28的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：28的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体；或
-所述衍生自Ndufa1基因的3’UTR元件包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：31的DNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：31的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的DNA序列、或其片段或变体；或根据SEQIDNO：32的RNA序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：32的核酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的RNA序列、或其片段或变体。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的人工核酸分子，其中所述CRISPR相关蛋白质包括CRISPR相关野生型蛋白质、其同源物、变体、片段和衍生物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的人工核酸分子，其中所述CRISPR相关蛋白质选自Cas9、Cpf1(Cas12)、C2c1、C2c3、Cas13、CasX或CasY。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的人工核酸分子，包括编码CRISPR相关蛋白质的核酸序列的所述人工核酸包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：428-441；10999-11001；442-1345中任一者的氨基酸序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：428-441；10999-11001；442-1345中任一者的氨基酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的氨基酸序列、或这些序列中任意者的变体或片段。

9.根据权利要求8所述的人工核酸分子，其中所述CRISPR相关蛋白质衍生物包括至少一个其他效应结构域，所述其他效应结构域任选地选自KRAB、CSD、WRPW、VP64、p65AD和Mxi。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的人工核酸分子，其中所述人工核酸进一步包括编码核定位信号(NLS)的至少一种核酸序列，所述核定位信号(NLS)任选地选自包括下列或由下列组成的NLS：根据SEQIDNO：426；427；10575；381；382；384；11957；11958-11964的氨基酸序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：426；427；10575；381；382；384；11957；11958-11964的氨基酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的氨基酸序列；和包括下列或由下列组成的NLS：根据SEQIDNO：426；427；10575；381；382；384；11957；11958-11964的氨基酸序列、或按递增优选顺序与根据SEQIDNO：426；427；10575；381；382；384；11957；11958-11964的氨基酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的氨基酸序列；或具有按递增优选顺序与根据SEQIDNO：12021-14274的氨基酸序列具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的氨基酸序列的NLS。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的人工核酸分子，其中所述所述人工核酸进一步包括编码蛋白质或肽标签的至少一种核酸序列。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的人工核酸分子，其中所述人工核酸分子的所述至少一个编码区包括下列或由下列组成：根据SEQIDNO：411；2540-2553；11117-11119；11355-11357；2554-3457；1380-1393；3700-3713；4860-4873；6020-6033；7180-7193；8340-8353；11237-11239；11473-11475；11591-11593；11709-11711；11827-11829；11945-11947；1394-2297；3714-4617；4874-5777；6034-6937；7194-8097；8354-9257；412；3474-3887；2314-2327；4634-4647；5794-5807；6954-6967；8114-8127；413-425；3490-3503；3506-3519；3522-3535；3538-3551；3554-3567；3570-3583；3586-3599；3602-3615；3618-3631；3634-3647；3650-3663；3666-3679；3682-3695；9514-9527；9626-9639；9738-9751；9850-9863；9962-9975、10074-10087；10186-10199；10298-10311；2330-2343；2346-2359；2362-2375；2378-2391；2394-2407；2410-2423；2426-2439；2442-2455；2458-2471；2474-2487；2490-2503；2506-2519；2522-2535；9498-9511；9610-9623；9722-9735；9834-9847；9946-9959；10058-10071；10170-10183-10282-10295；4650-4663；4666-4679；4682-4695；4698-4711；4714-4727；4730-4743；4746-4759；4762-4775；4778-4791；4794-4807；4810-4823；4826-4839；4842-4855；9530-9543；9642-9655；9754-9767；9866-9879；9978-9991；10090-10103；10202-10215；10314-10327；5810-5823；5826-5839；5842-5855；5858-5871；5874-5887；5890-5903；5906-5919；5922-5935；5938-5951；5954-5967；5970-5983，5986-5999；6002-6015；9546-9559；9658-9671；9770-9783；9882-9895；9994-10007；10106-10119；10218-10231；10330-10343；6970-6983；6986-6999；7002-7015；7018-7031；7034-7047；7050-7063；7066-7079；7082-7095；7098-7111；7114-7127；7130-7143；7146-7159；7162-7175；9562-9575；9674-9687；9786-9799；9898-9911；10010-10023；10122-10135；10234-10247；10346-10359；8130-8143；8146-8159；8162-8175；8178-8191；8194-8207；8210-8223；8226-8239；8242-8255；8258-8271；8274-8287；8290-8302；8306-8319；8322-8335；9578-9591；9690-9703；9802-9815；9914-9927；10026-10039；10138-10151；10250-10263；10362-10375；9290-9303；9306-9319；9322-9335；9338-9351；9354-9367；9370-9383；9386-9399；9402-9415；9418-9431；9434-9447；9450-9463；9466-9479；9482-9495；9594-9607；9706-9719；9818-9831；9930-9943；10042-10055；10154-10167；10266-10279；10378-10391中任一者的核酸序列；或按递增优选顺序与所述核酸序列中任一者具有至少50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％序列同一性的核酸序列。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·切维斯图内森，M·波尼什，T·施莱克，
申请(专利权)人：库尔维科公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE

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