用于假尿苷化的核酸分子制造技术

技术编号:26535714 阅读:37 留言:0更新日期:2020-12-01 14:27
本发明专利技术涉及用于哺乳动物细胞中靶RNA中的靶尿苷的假尿苷化的核酸分子,其中所述核酸分子包含能够与包含靶尿苷的靶RNA形成部分双链核酸复合体的向导区,其中所述部分双链核酸复合体能够结合哺乳动物的假尿苷化酶,其中所述向导区有助于将靶尿苷定位在所述部分双链核酸复合体中,以使其被哺乳动物假尿苷化酶转化为假尿苷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于假尿苷化的核酸分子相关申请的交叉引用本申请要求于2018年3月27日提交的美国临时专利申请第62/648,648号的优先权和权益;通过引用将其全部内容并入本文。序列表本申请包含序列表,该序列表已经以ASCII格式以电子方式提交,并且在此通过引用以其整体并入。所述ASCII副本创建于2019年3月21日,名为PQR_021WO_SL25.txt,大小为32,768字节。
本专利技术涉及医学领域。更具体地,本专利技术涉及假尿苷化的领域,其中细胞中的RNA分子被核酸分子例如寡核苷酸靶向以募集假尿苷合酶以将RNA序列中存在的特定尿苷转化为假尿苷。更具体地,本专利技术涉及促进靶RNA中的尿苷的假尿苷化的寡核苷酸和嵌入内含子的snoRNA及其使用方法。
技术介绍
假尿苷(ψ)是稳定RNA(包括tRNA、rRNA、snRNA和mRNA)中最丰富的转录后修饰核苷酸,约占总核糖核苷酸的5%。尿苷向ψ的转化(假尿苷化)需要两个不同的化学反应:C1′-N1糖基键的断裂和新的碳(C1′-C5)键的建立,该键将碱基重新连接到糖上。假尿苷化是真正的异构化反应,会产生额外的氢键供体,从而影响基于携带ψ的RNA类型和RNA序列中位置的多种功能方面,例如蛋白质合成、增加的终止密码子通读和移码(Yu和Meier,2014,RNABiology11:1483-1494)。图1显示了尿苷和ψ的结构。许多mRNAψ位于编码区,并且其大多数对环境胁迫作出反应,表明其功能重要性(Carlile等人,2014,Nature515:143-146)。在真核生物和古细菌中,假尿苷化是通过盒H/ACA核糖核蛋白(RNP)引入其他蛋白质中的,每个盒H/ACA核糖核蛋白都包含一个独特的小RNA(盒H/ACARNA,这是小核仁RNA,或′snoRNA′的两大主要类别之一)和四个核心蛋白(NAP75/dyskerin/Cbf5、Nhp2、Nop10和Gar1)。NAP75/dyskerin/Cbf5催化化学反应,将靶尿苷转化为ψ。RNA成分可作为向导,通过与其底物RNA的碱基配对相互作用,指定用于假尿苷化的靶尿苷(Ge和Yu,2013,TrendsBiochemSci38(4):210-218)。基于这种向导底物碱基配对方案,Karijolich和Yu(2011,Nature474:395-398)设计了一个人工盒H/ACARNA,以将ψ引入酿酒酵母(S.cerevisiae)中的提前终止密码子(PTC)上的mRNA。他们证明确实在PTC处的TRM4mRNA中并入了ψ。值得注意的是,假尿苷化的PTC通过改变核糖体解码促进了无义抑制(Fernandez等人,2013,Nature500:107-110;Wu等人,2015,MethodsinEnzymology560:187-217;US8,603,457)。使用类似的策略,其他研究表明人工H/ACARNA在显微注射到爪蟾(Xenopus)卵母细胞中后可以定点地假尿苷化前体mRNA(Chen等人,2010,MolCellBiol30:4108-4119)。在两个示例中,人工H/ACARNA均经过修饰以改变用作向导序列的环,但除此之外,这些snoRNA并未改变,并且仍为全长。哺乳动物H/ACAsnoRNA通常嵌入(定位)在蛋白质编码基因的前体mRNA内含子区域内。在转录延伸期间,在假尿苷化中起作用的几种蛋白质,例如Nop10、角化不良蛋白(dyskerin)或Nhp2,与新生的H/ACAsnoRNA序列结合,特别是与它们的结构核心基序结合。剪接后,通过去分枝和核酸外切加工处理向导RNA,形成称为“小核核糖核蛋白”的RNA-蛋白质复合体(snRNP或snRNP复合体)。一旦形成成熟形式,这些颗粒从转录位点被核内运输到它们在假尿苷化中有功能活性的位点,主要在核仁中,也在卡哈尔体(Cajal体)中。在剪接体组装过程中,这些snRNP被顺序地募集到前体mRNA底物上,短RNA-RNA杂合体将在其上形成,从而可以指定假尿苷化位点。相对于通常位于3′剪接位点上游60-90个核苷酸并在相对较小的内含子中编码的盒C/DsnoRNA,盒H/ACAsnoRNA相对于内含子的5′或3′端无偏好,并且可以存在于小的或非常大的内含子中。Leverette等人(1992,Cell71(7):1215-1221)提出了一些snoRNA可以存在于前体mRNA的内含子区域中。Kiss和Filipowicz(1995,GenesDev9(11):1411-1424)提出可以从任何给定的主动剪接mRNA的内含子区域中切除给定的snoRNA序列并对其进行完全加工。为了证明这种方法的可行性,他们将几种snoRNA(U17a、U17b和U19)人工嵌入人β-球蛋白基因的第二个内含子,并在成纤维细胞样细胞中表达了所得载体。转染后,他们发现从人β-球蛋白内含子正确加工了人工的、内含的snoRNA,并正确剪接了球蛋白前体mRNA。值得注意的是,当将向导RNA序列人工嵌入外显子中时,不会发生这种情况。Darzacq等人(2002,EMBOJ21(11);2746-2756)证实了其他向导RNA可以使用在巨细胞病毒(CMV)启动子控制下的表达载体插入人β-球蛋白基因的第二个内含子中并通过转染被递送至哺乳动物细胞。尽管有上述情况,并且可以将snoRNA递送至细胞并可以从内含子区域进行加工,但就本专利技术的专利技术人所知,其均没有显示出在哺乳动物系统中使用snoRNA进行靶向的假尿苷化。现有技术中描述的人工H/ACAsnoRNA通常在约140nt的范围内,并且它们由RNA组成,这使得它们倾向于在体内非常不稳定。因此,在治疗环境中制造和递送此类分子仍然是挑战。
技术实现思路
本专利技术涉及用于哺乳动物细胞中的靶RNA中的靶尿苷的假尿苷化的核酸分子,其中该核酸分子包含能够与包含靶尿苷的靶RNA形成部分双链核酸复合体的向导区,其中部分双链核酸复合体能够结合哺乳动物的假尿苷化酶,其中所述向导区有助于将靶尿苷定位在部分双链核酸复合体中,以使其被哺乳动物的假尿苷化酶转化为假尿苷。优选地,假尿苷化酶是能够作用于H/ACA-snoRNA的核糖核蛋白(RNP)复合体的一部分。在本专利技术的一个实施方式中,该核酸分子比野生型H/ACAsnoRNA短,并且包含与野生型H/ACAsnoRNA相比非天然修饰的一种或多种核苷和/或核苷间键。在一个特别优选的方面,该核酸分子包含对应于野生型H/ACAsnoRNA的两个发卡结构之一,优选在野生型H/ACAsnoRNA的3′末端部分的发卡结构,更优选地,其中5′末端核苷酸对应于来自野生型H/ACAsnoRNA的两个发卡结构之间的区域的核苷酸。在另一个实施方式中,本专利技术涉及根据本专利技术的核酸分子,其中该核酸分子位于表达其的内含子序列中,并且其中该内含子序列位于上游外显子A序列和下游外显子B序列之间。优选地,外显子A/内含子/外显子B序列存在于载体,优选质粒或病毒载体中。在又一个实施方式中,本专利技术涉及根据本专利技术的核酸分子,其中该核酸分子存在于诸本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于在哺乳动物细胞中的靶RNA中的靶尿苷的假尿苷化的核酸分子,其中所述核酸分子包含能够与包含所述靶尿苷的所述靶RNA形成部分双链核酸复合体的向导区,其中所述部分双链核酸复合体能够结合哺乳动物假尿苷化酶,其中所述向导区有助于将所述靶尿苷定位在所述部分双链核酸复合体中,以使其被所述哺乳动物假尿苷化酶转化为假尿苷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180327 US 62/648,6481.一种用于在哺乳动物细胞中的靶RNA中的靶尿苷的假尿苷化的核酸分子,其中所述核酸分子包含能够与包含所述靶尿苷的所述靶RNA形成部分双链核酸复合体的向导区,其中所述部分双链核酸复合体能够结合哺乳动物假尿苷化酶,其中所述向导区有助于将所述靶尿苷定位在所述部分双链核酸复合体中,以使其被所述哺乳动物假尿苷化酶转化为假尿苷。


2.根据权利要求1所述的核酸分子,其中所述假尿苷化酶是能够作用于H/ACA-snoRNA的核糖核蛋白(RNP)复合体的一部分。


3.根据权利要求1或2所述的核酸分子,其中所述核酸分子比野生型H/ACAsnoRNA短,并且包含相对于所述野生型H/ACAsnoRNA是非天然修饰的一个或多个核苷和/或核苷间键。


4.根据权利要求3所述的核酸分子,其中所述核酸分子包含对应于所述野生型H/ACAsnoRNA的两个发卡结构之一的单个向导区,优选为在所述野生型H/ACAsnoRNA的3′末端部分的发卡结构,更优选为其中5′末端核苷酸对应于所述野生型H/ACAsnoRNA的两个发卡结构之间区域的核苷酸。


5.根据权利要求3或4所述的核酸分子,其由50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80个核苷酸组成。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的核酸分子,其中所述非天然修饰包括核糖部分中的修饰,优选其中糖部分的2′-OH被取代。


7.根据权利要求6所述的核酸分子,其中所述取代基是2′-OMe或2′-MOE。


8.根据权利要求3至7中任一项所述的核酸分子,其中所述核酸分子包含一个或多个非天然核苷间键,例如硫代磷酸酯键。


9.根据权利要求1所述的核酸分子,其中所述核酸分子位于从其表达的内含子序列中,并且其中所述内含子序列位于上游外显子A序列和下游外显子B序列之间。


10.根据权利要求9所述的核酸分子,其中所述外显子A/内含子/外显子B序列存在于载体、优选质粒或病毒载体中。


11.根据权利要求9或10所述的核酸分子,其中所述外显子A序列是人β-球蛋白基因的外显子1,所述外显子B序列是人β-球蛋白基因的外显子2。


12.根据权利要求9至11中任一项所述的核酸分子,其中所述核酸分子是基本上全长的pugU2-34/44snoRNA。


13.根据权利要求1所述的核酸分子,其中所述核酸分子存在于诸如质粒的载体中,并且其中所述核酸分子是从CMV或pol-III启动子、优选U6或H1启动子转录而来的。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的核酸分子,其中所述向导区能够与所述靶RNA形成部分双链复合体,所述靶RNA包含与遗传疾病相关的突变。


15.根据权利要求14所述的核酸分子,其中所述突变导致提前终止密码子(PTC),其中所述PTC是遗传疾病的原因,并且其中所述靶尿苷存在于所述PTC中。


16.根据权利要求1至15中任一项所述的核酸分子,其用于治疗、预防、延迟或改善囊性纤维化、赫尔勒综合征、α-1-抗胰蛋白酶(A1AT)缺乏症、帕金森病、阿尔茨海默病、白化病、肌萎缩性侧索硬化症、哮喘、β地中海贫血、Cadasil综合征、腓骨肌萎缩症、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、远端脊髓性肌萎缩症(DSMA)、杜兴/贝克尔肌营养不良症、营养不良型表皮松解症、大疱性表皮松解症、法布瑞氏症、V因子莱顿相关疾病、家族性腺瘤、息肉病、半乳糖血症、高雪氏病、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、血友病、遗传性血色素沉着症、亨特综合征、亨廷顿氏病、炎症性肠病(IBD)、遗传性多凝集素综合征、莱伯氏先天性黑蒙症、莱施-奈恩综合征、林奇综合征、马凡综合征、黏多糖贮积症、肌肉营养不良、I型和II型肌强直性营养不良症、神经纤维瘤病、A、B和C型尼曼-匹克病、NY-esol相关癌症、Peutz-Jeg...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·克莱恩J·J·图鲁宁L·范辛特菲特P·D·M·F·A·达席尔瓦J·A·G·布代虞一涛足立大典M·D·索伊萨
申请(专利权)人:罗切斯特大学ProQR治疗上市公司Ⅱ
类型:发明
国别省市:美国;US

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