【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用合成转录因子的靶向转录调控
本专利技术涉及基因表达的靶向调控，更具体地涉及合成转录因子(STF)，其包含至少一个高靶向特异性工程识别结构域，还包含至少一个激活或沉默结构域以调控目的基因的表达，优选地调控真核生物的形态发生基因的转录。本专利技术还公开了使用STF提高转化频率，优化成功的基因组编辑方法，提供单倍体或双单倍体生物，以及/或者提供适于一般转化但也适于育种目的的组合物的方法。这些方法和用途依赖于包含基因表达调控结构域(例如，激活结构域或沉默结构域)的STF的协同增效作用，使得可以重编程细胞并诱导细胞分裂和/或再生，同时转化所述细胞或编辑所述细胞的基因组。
技术介绍
在真核细胞中有效转化和精确修饰遗传物质的能力使其在农产品开发、基础研究和其它
中具有广泛的高价值应用。从根本上讲，基因组工程或基因编辑(GE)通过在真核基因组和原核基因组中特定位置引入预定义的遗传变异来提供此功能。同时，存在大量的用于在特定发育阶段转化不同真核或原核细胞的方法。此外，某些细胞类型或基因型的转化或转染效率有时仍然非常低，必须建立针对源...
【技术保护点】
1.一种合成转录因子或编码其的核苷酸序列，所述合成转录因子包含至少一个识别结构域和至少一个激活结构域，其中所述合成转录因子配置为调控细胞系统中形态发生基因的表达。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 US 62/609,508;20180928 US 62/738,5681.一种合成转录因子或编码其的核苷酸序列，所述合成转录因子包含至少一个识别结构域和至少一个激活结构域，其中所述合成转录因子配置为调控细胞系统中形态发生基因的表达。
2.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述至少一个识别结构域是选自至少一个TAL效应物、至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统、至少一个锌指结构域和至少一个解除武装的归巢内切核酸酶或其任何组合的分子，或是选自至少一个TAL效应物、至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统、至少一个锌指结构域和至少一个解除武装的归巢内切核酸酶或其任何组合的分子的片段。
3.根据权利要求2所述的合成转录因子，其中所述至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统选自CRISPR/dCas9系统、CRISPR/dCpf1系统、CRISPR/dCasX系统或CRISPR/dCasY系统，或其任何组合，其中所述至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统包含至少一个向导RNA。
4.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述至少一个激活结构域选自酸性转录激活结构域，优选地，其中所述至少一个激活结构域来自水稻白叶枯病菌(Xanthomonasoryzae)的TAL效应物基因、单纯疱疹病毒的VP16或四聚体VP64、VPR、SAM、Scaffold、Suntag、P300、VP160或其任何组合。
5.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述至少一个激活结构域相对于所述至少一个识别结构域位于N-末端和/或C-末端。
6.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述形态发生基因选自BBM、WUS(包括WUS2)、WOX基因、WUS或BBM同源物、Lec1、Lec2、WIND1、ESR1、PLT3、PLT5、PLT7、IPT、IPT2、Knotted1和RKD4。
7.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述合成转录因子配置为通过结合位于相对于起始密码子一定距离处的调控区域而调控所述形态发生基因的表达，优选地调控所述形态发生基因的转录。
8.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述合成转录因子和/或所述至少一个识别结构域包含SEQIDNo:1-94中任一个所示的序列，或包含与SEQIDNo:1-94中的任一个在全长上具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同性的序列，或其中所述合成转录因子和/或所述至少一个识别结构域结合SEQIDNO:95-190所示的调控区域或与SEQIDNO:95-190中任一个在全长上具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同性的序列。
9.根据权利要求1所述的合成转录因子，其中所述细胞系统选自至少一个真核细胞或真核生物体，优选地，其中所述至少一个真核细胞是至少一个植物细胞，和/或其中所述至少一个真核生物体是植物或植物的一部分。
10.如权利要求9所述的合成转录因子，其中所述植物的至少一部分选自叶、茎、根、初生胚根、花、花部分、花瓣、果实、花粉、花粉管、花药花丝、胚珠、胚囊、卵细胞、子房、合子、胚、合子胚、体细胞胚、顶端分生组织、维管束、中柱鞘、种子、根和插枝。
11.根据权利要求10所述的合成转录因子，其中所述至少一个植物细胞、所述至少一个植物或所述植物的至少一部分源自选自以下的植物物种：大麦(Hordeumvulgare)、球茎大麦(Hordeumbulbusom)、高粱(Sorghumbicolor)、甘蔗(Saccharumofficinarium)、玉米(Zeamays)、小米(Setariaitalica)、小粒野生稻(Oryzaminuta)、水稻(Orizasativa)、澳洲野生稻(Oryzaaustraliensis)、高秆野生稻(Oryzaalta)、小麦(Triticumaestivum)、黑麦(Secalecereale)、苹果(Malusdomestica)、二穗短柄草(Brachypodiumdistachyon)、滨海大麦草(Hordeummarinum)、节节麦(Aegilopstauschii)、胡萝卜(Daucusglochidiatus)、甜菜(Betavulgaris)、小胡萝卜(Daucuspusillus)、Daucusmuricatus、野胡萝卜(Daucuscarota)、巨桉(Eucalyptusgrandis)、美花烟草(Nicotianasylvestris)、绒毛状烟草(Nicotianatomentosiformis)、普通烟草(Nicotianatabacum)、番茄(Solanumlycopersicum)、马铃薯(Solanumtuberosum)、中果咖啡(Coffeacanephora)、葡萄(Vitisvinifera)、Erythranteguttata、Genliseaaurea、黄瓜(Cucumissativus)、川桑(Morusnotabilis)、Arabidopsisarenosa、琴叶拟南芥(Arabidopsislyrata)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、近缘种须弥芥(Crucihimalayahimalaica)、卵叶须弥芥(Crucihimalayawallichii)、弯曲碎米荠(Cardamineflexuosa)、北美独行菜(Lepidiumvirginicum)、荠菜(Capsellabursapastoris)、Olmarabidopsispumila、硬毛南芥(Arabishirsute)、甘蓝型油菜(Brassicanapus)、甘蓝(Brassicaoeleracia)、芜菁(Brassicarapa)、萝卜(Raphanussativus)、芥菜(Brassicajuncea)、黑芥菜(Brassicanigra)、芝麻菜(Erucavesicariasubsp.sativa)、甜橙(Citrussinensis)、麻疯树(Jatrophacurcas)、毛果杨(Populustrichocarpa)、蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)、Ciceryamashitae、Cicerbijugum、鹰嘴豆(Cicerarietinum)、Cicerreticulatum、Cicerjudaicum、木豆(Cajanuscajanifolius)、蔓草虫豆(Cajanusscarabaeoides)、菜豆(Phaseolusvulgaris)、大豆(Glycinemax)、紫云英(Astragalussinicus)、百脉根(Lotusjaponicas)、夏堇(Toreniafournieri)、洋葱(Alliumcepa)、大葱(Alliumfistulosum)、大蒜(Alliumsativum)和韭菜(Alliumtuberosum)。
12.一种用于提高细胞系统中转化效率的方法，其中所述方法包括以下步骤：
(a)提供细胞系统；
(b)在所述细胞系统中引入至少一个合成转录因子或编码其的核苷酸序列；以及
(c)在所述细胞系统中引入至少一个目的核苷酸序列；
(d)任选地，在获得所述细胞系统的转化的后代的条件下培养所述细胞系统；
其中所述至少一个合成转录因子或编码其的所述核苷酸序列包含至少一个识别结构域和至少一个激活结构域，其中所述合成转录因子配置为调控所述细胞系统中的至少一个形态发生基因的表达，优选地为调控所述细胞系统中的至少一个形态发生基因的转录；并且
其中所述至少一个合成转录因子或编码其的核苷酸序列的引入与所述至少一个目的核苷酸序列的引入平行进行或序贯进行。
13.根据权利要求12所述的方法，其中
(a)所述至少一个合成转录因子或编码其的所述序列，或者所述至少一个合成转录因子的至少一个组分或编码其的序列；以及
(b)所述至少一个目的核苷酸序列
通过独立地选自生物方法和/或物理方法的方法引入所述细胞系统中，所述方法包括转染、转化，包括通过农杆菌属物种(优选地为根癌农杆菌)、病毒载体、生物弹轰击进行转化，使用化学试剂进行转染(包括聚乙二醇转染)或其任何组合。
14.根据权利要求12所述的方法，其中书至少一个识别结构域是选自至少一个TAL效应物、至少一个解除武装的非功能性CRISPR/核酸酶系统、至少一个锌指结构域和至少一个解除武装的归巢内切核酸酶或其任何组合的分子，或是选自至少一个TAL效应物、至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统、至少一个锌指结构域和至少一个解除武装的归巢内切核酸酶或其任何组合的分子的部分。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统选自CRISPR/dCas9系统、CRISPR/dCpf1系统、CRISPR/dCasX系统或CRISPR/dCasY系统，或其任何组合，其中所述至少一个解除武装的CRISPR/核酸酶系统包含至少一个向导RNA。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个合成转录因子的所述至少一个激活结构域选自酸性转录激活结构域，优选地，其中所述至少一个激活结构域来自水稻白叶枯病菌的TAL效应物基因、单纯疱疹病毒的VP16或四聚体VP64、VPR、SAM、Scaffold、Suntag、P300、VP160或其任何组合。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个合成转录因子的所述至少一个激活结构域相对于所述至少一个合成转录因子的所述至少一个识别结构域位于N-末端和/或C-末端。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个形态发生基因选自BBM、WUS(包括WUS2)、WOX基因、WUS或BBM同源物、Lec1、Lec2、WIND1、ESR1、PLT3、PLT5、PLT7、IPT、IPT2、Knotted1和RKD4。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述合成转录因子配置为通过结合位于相对于所述起始密码子一定距离处的调控区域来调控所述形态发生基因的表达，优选地为调控所述形态发生基因的转录。
20.根据权利要求12所述的方法，其中所述合成转录因子和/或所述至少一个识别结构域包含SEQIDNo:1-94中任一个所示的序列，或包含与SEQIDNo:1-94中的任一个在全长上具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同性的序列，或其中所述合成转录因子和/或所述至少一个识别结构域结合SEQIDNO:95-190所示的调控区域或与SEQIDNO:95-190中任一个在全长上具有至少85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％相同性的序列。
21.根据权利要求12所述的方法，其中所述细胞系统选自至少一个真核细胞或真核生物体，优选地，其中所述至少一个真核细胞是至少一个植物细胞，和/或其中所述至少一个真核生物体是植物或植物的一部分。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述植物的至少一部分选自叶、茎、根、初生胚根、花、花部分、花瓣、果实、花粉、花粉管、花药花丝、胚珠、胚囊、卵细胞、子房、合子、胚、合子胚、体细胞胚、顶端分生组织、维管束、中柱鞘、种子、根和插枝。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述至少一个植物细胞、所述至少一个植物或所述植物的至少一部分源自选自以下的植物物种：大麦(Hordeumvulgare)、球茎大麦(Hordeumbulbusom)、高粱(Sorghumbicolor)、甘蔗(Saccharumofficinarium)、玉米(Zeamays)、小米(Setariaitalica)、小粒野生稻(Oryzaminuta)、水稻(Orizasativa)、澳洲野生稻(Oryzaaustraliensis)、高秆野生稻(Oryzaalta)、小麦(Triticumaestivum)、黑麦(Secalecereale)、苹果(Malusdomestica)、二穗短柄草(Brachypodiumdistachyon)、滨海大麦草(Hordeummarinum)、节节麦(Aegilopstauschii)、胡萝卜(Daucusglochidiatus)、甜菜(Betavulgaris)、小胡萝卜(Daucuspusillus)、Daucusmu...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·赫梅尔，M·拉布斯，
申请(专利权)人：科沃施种子欧洲股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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