改造的抗微生物肽制造技术

本文中的实施方案涉及用于改造抗微生物肽如细菌素的方法、系统和试剂盒，例如以在所需范围的培养条件中具有所需范围的活性。抗微生物肽可被改造以针对特定的培养、环境条件或一系列条件具有特定的活性。一些实施方案包括针对所需的活性筛选抗微生物肽或数种候选的抗微生物肽。一些实施方案包括改造抗微生物肽如细菌素的迭代过程。在一些实施方案中，该过程通过自动化的机器学习进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改造的抗微生物肽相关申请本申请要求2018年6月6日递交的第62/681,529号美国临时申请的权益，其通过引用整体并入本文。序列表、表格或计算机程序列表的参考本申请与电子格式的序列表一起递交。序列表提供为标题为SYNG005WOSEQUENCE.TXT的文件，于2019年6月5日生成和最后保存，其大小约为402,822字节。电子格式的序列表中的信息通过引用整体并入本文。
技术介绍
微生物如细菌能够影响人和动物的健康，并参与与各种动物器官和组织有关的微生物群。微生物介导的过程可用于多种工业过程中，以用于生产目标产品，例如用于在原料中发酵。另外，微生物可用于在无菌环境中生产产品，如在药物、生物制剂和化妆品生产中。调整微生物的种群，例如减少或消除不需要的微生物，可用于维持工业过程和维持包含微生物的组织的健康。抗微生物肽如细菌素可影响微生物的生长或活力。
本文的实施方案涉及用于改造抗微生物肽如细菌素的方法、系统和试剂盒，例如以在所需范围的培养条件中具有所需范围的活性。专利技术概述一些实施方案包括改造抗微生物肽如细菌素的方法。所述方法可以包括(a)在翻译溶液中体外翻译编码候选的抗微生物肽(例如，细菌素)的候选核酸，使得所述翻译溶液包含候选的抗微生物肽。所述方法还可以包括(b)在溶液环境中合并候选的抗微生物肽与微生物。所述方法还可以包括(c)在所选的培养条件下在溶液环境中培养微生物和候选的抗微生物肽。所述方法还可以包括(d)检测溶液环境中微生物的生长和/或繁殖的抑制或其缺乏。所述方法还可以包括(e)在所选的培养条件下在溶液环境中检测到微生物的生长和/或繁殖的抑制后，选择候选核酸。所述方法还可以包括(f)产生所选的候选核酸的变体核酸，所述变体核酸编码候选的抗微生物肽的变体。所述方法还可以包括逐次使用一种或多种变体核酸作为候选核酸重复(a)-(f)，直到在所选的培养条件下在溶液环境中达到微生物的生长和/或繁殖的预定水平的抑制。从而，抗微生物肽得到改造。在一些实施方案中，所述方法还包括获得所选的候选核酸的序列。所述方法还可以包括将序列编入在(d)的溶液环境中检测到的微生物的生长和/或繁殖的抑制的索引中，其中(f)包括基于候选核酸的索引序列，产生变体核酸。通过实例的方式，候选核酸可被扩增(如通过PCR)，并且可以对一个或多个扩增子进行测序。在一些实施方案中，所述方法还包括获得在所选的培养条件下在另一溶液环境中检测到微生物的生长和/或繁殖的抑制的缺乏的其他候选核酸的序列。所述方法还可以包括将其他候选核酸的序列编入微生物的生长和/或繁殖的抑制缺乏的索引中，其中(f)包括基于其他候选核酸的索引序列，产生所选的候选核酸的变体核酸。在一些实施方案中，如果相比于候选核酸，其他候选核酸在所选的培养条件下在溶液环境中产生微生物的生长和/或繁殖的更低水平的抑制，则获得其他候选核酸的序列。在一些实施方案中，基于索引序列信息产生变体核酸序列包括机器学习，如自动化的机器学习。在一些实施方案中，所述方法还包括在(e)之后，确认溶液环境中微生物的生长和/或繁殖受候选的抗微生物肽的抑制，所述确认包括针对候选核酸或其拷贝重复(a)-(d)，其中当在重复(d)中，溶液环境中微生物的量指示在所选的培养条件下在溶液环境中微生物的生长和/或繁殖的抑制时，确认生长和/或繁殖的抑制。在一些实施方案中，检测微生物的生长和/或繁殖的抑制或其缺乏包括对溶液环境中的微生物进行定量，其中在一段时间内溶液环境中微生物量的减少指示微生物生长和/或繁殖的抑制。在一些实施方案中，在所选的培养条件下的溶液环境中微生物的生长和/或繁殖的预定水平的抑制是相比参考天然存在的或改造的抗微生物肽更大水平的抑制。在一些实施方案中，所述方法的更早迭代的改造的抗微生物肽和候选的抗微生物肽中的每种都具有效能。改造的抗微生物肽的效能可能大于候选的抗微生物肽的效能。在一些实施方案中，在一系列培养条件间和/或针对一系列微生物株系和/或物种，改造的抗微生物肽比候选的抗微生物肽具有更大的效能。在一些实施方案中，重复(a)-(f)中的(b)包括将翻译溶液和与(b)的先前迭代不同的微生物株系或物种合并。在一些实施方案中，重复(a)-(f)中的(b)包括将翻译溶液和与(b)的先前迭代相同的微生物物种或株系合并。在一些实施方案中，重复(a)-(f)中的(c)包括在与(c)的先前迭代不同的培养环境中培养微生物。在一些实施方案中，重复(a)-(f)中的(c)包括在与(c)的先前迭代相同的培养环境中培养微生物。在一些实施方案中，候选核酸包括DNA。所述方法还可以包括转录候选核酸。在一些实施方案中，翻译溶液还包括转录溶液，使得翻译溶液被配置用于转录和翻译候选核酸。在一些实施方案中，翻译溶液包括翻译试剂，如核糖体。在一些实施方案中，翻译溶液包括一种或多种翻译后修饰酶。在一些实施方案中，翻译溶液包括编码候选的抗微生物肽的不超过一种候选核酸序列。在一些实施方案中，候选核酸编码两种或更多种不同的候选的抗微生物肽，使得溶液环境包括两种或更多种候选的抗微生物肽(例如，抗微生物肽的混合物)。变体核酸可以编码两种或更多种候选的抗微生物肽中的至少一种的变体。从而，两种或更多种抗微生物肽可被共同改造以在所选的培养条件下抑制微生物的生长和/或繁殖。在一些实施方案中，候选的抗微生物肽包括嵌合蛋白。在一些实施方案中，所选的培养条件包括工业过程、药物制造过程或哺乳动物微生物群的条件。在一些实施方案中，哺乳动物微生物群是人胃肠道、皮肤、乳腺、胎盘、组织、生物流体、精液、子宫、阴道、卵泡、肺、唾液、口腔、黏膜、结膜或胆道的微生物群。在一些实施方案中，溶液环境包括两种或更多种微生物物种。在一些实施方案中，翻译溶液还包括基底。候选核酸可被固定在基底上。所述方法还可以包括产生固定在与基底相同或不同的另一基底上的变体核酸。在一些实施方案中，基底包括珠子、纳米颗粒、井、膜、硝化纤维素、PVDF、尼龙、乙酸盐衍生物、基质、孔、塑料、金属、玻璃、聚合物、多糖或顺磁性化合物。在一些实施方案中，所述产生变体核酸包括以下中的一项或多项：用简并聚合酶扩增所选的候选核酸；在简并引物存在下扩增所选的候选核酸；在简并核苷酸存在下扩增所选的候选核酸；和对所选的候选核酸进行诱变反应。在一些实施方案中，筛选候选核酸的文库。在一些实施方案中，产生变体核酸包括产生变体核酸的文库，所述方法还包括对变体核酸的文库进行(a)-(e)。在一些实施方案中，在微流体系统中进行所述方法。在一些实施方案中，翻译溶液和/或溶液环境是微升级别的。在一些实施方案中，翻译溶液和/或溶液环境具有1μl-1000μl、1μl-50μl、1μl-500μl、1μl-900μl、50μl-100μl、50μl-500μl、50μl-1000μl、100μl-200μl、100μl-500μl、100μl-1000μl、200μl-500μl、200μl-1000μl、500μl-900μl或500μl-1000μl的体积。在一些实施方案中，溶液环境包括微滴。在一些实施方案中，候选的抗微生物肽和(b)中的微生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改造抗微生物肽(如细菌素)的方法，所述方法包括：/n(a)在翻译溶液中体外翻译编码候选的抗微生物肽(如候选的细菌素)的候选核酸，从而使所述翻译溶液包含所述候选的抗微生物肽；/n(b)在溶液环境中合并所述候选的抗微生物肽和微生物；/n(c)在所选的培养条件下，在所述溶液环境中培养所述微生物和所述候选的抗微生物肽；/n(d)检测在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的抑制，或其缺乏；/n(e)在检测到在所选的培养条件下在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的抑制之后，选择所述候选核酸；/n(f)产生所选的候选核酸的变体核酸，所述变体核酸编码所述候选的抗微生物肽的变体；以及/n逐次利用一种或多种变体核酸作为候选核酸来重复(a)-(f)，直到在所选的培养条件下在所述溶液环境中实现所述微生物的生长和/或繁殖的预定水平的抑制，从而所述抗微生物肽(如细菌素)已被改造。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180606 US 62/681,5291.改造抗微生物肽(如细菌素)的方法，所述方法包括：
(a)在翻译溶液中体外翻译编码候选的抗微生物肽(如候选的细菌素)的候选核酸，从而使所述翻译溶液包含所述候选的抗微生物肽；
(b)在溶液环境中合并所述候选的抗微生物肽和微生物；
(c)在所选的培养条件下，在所述溶液环境中培养所述微生物和所述候选的抗微生物肽；
(d)检测在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的抑制，或其缺乏；
(e)在检测到在所选的培养条件下在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的抑制之后，选择所述候选核酸；
(f)产生所选的候选核酸的变体核酸，所述变体核酸编码所述候选的抗微生物肽的变体；以及
逐次利用一种或多种变体核酸作为候选核酸来重复(a)-(f)，直到在所选的培养条件下在所述溶液环境中实现所述微生物的生长和/或繁殖的预定水平的抑制，从而所述抗微生物肽(如细菌素)已被改造。


2.如权利要求1所述的方法，其还包括：
获得所选的候选核酸的序列；以及
将所述序列编入在(d)的溶液环境中检测到的所述微生物的生长和/或繁殖的抑制的索引中，
其中(f)包括基于所述候选核酸的索引序列产生所述变体核酸。


3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其还包括：
获得在所选的培养条件下在其他溶液环境中检测到所述微生物的生长和/或繁殖的抑制缺乏的其他候选核酸的序列；以及
将所述其他候选核酸的序列编入所述微生物的生长和/或繁殖的抑制缺乏的索引中，
其中(f)包括基于所述其他候选核酸的索引序列产生所选的候选核酸的变体核酸。


4.如权利要求3所述的方法，其中如果相比所述候选核酸，所述其他候选核酸在所选的培养条件下在所述溶液环境中产生更低水平的所述微生物的生长和/或繁殖的抑制，则获得所述其他候选核酸的序列。


5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中基于所述索引序列信息产生所述变体核酸序列包括机器学习，如自动化机器学习。


6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其还包括在(e)之后，确认在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖受所述候选的抗微生物肽(例如，候选的细菌素)的抑制，所述确认包括针对所述候选核酸或其拷贝重复(a)-(d)，
其中，当在(d)的重复中，在所述溶液环境中微生物的量指示在所选的培养条件下在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的抑制时，确认所述生长和/或繁殖的抑制。


7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中检测所述微生物的生长和/或繁殖的抑制或其缺乏包括对在所述溶液环境中对所述微生物进行定量，其中，在所述溶液环境中所述微生物的量在一段时间内降低指示所述微生物的生长和/或繁殖的抑制。


8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中在所选的培养条件下在所述溶液环境中所述微生物的生长和/或繁殖的预定水平的抑制是相比参考天然存在的或改造的抗微生物肽(如细菌素)更高水平的抑制。


9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述方法的较早迭代的所述改造的抗微生物肽(如改造的细菌素)和所述候选的抗微生物肽(如候选的细菌素)中的每种都具有效能，并且其中所述改造的抗微生物肽的效能大于所述候选的抗微生物肽的效能。


10.如权利要求9所述的方法，其中相比所述候选的抗微生物肽(如改造的细菌素)，所述改造的抗微生物肽(如改造的细菌素)在一系列培养条件间和/或针对一系列微生物株系和/或物种具有更大的效能。


11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中重复(a)-(f)的(b)包括将所述翻译溶液和与(b)的先前迭代不同的微生物株系或物种合并。


12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中重复(a)-(f)的(b)包括将所述翻译溶液和与(b)的先前迭代相同的微生物物种或株系合并。


13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中重复(a)-(f)的(c)包括在与(c)的先前迭代不同的培养环境中培养所述微生物。


14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中重复(a)-(f)的(c)包括在与(c)的先前迭代相同的培养环境中培养所述微生物。


15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述候选核酸包括DNA，并且其中所述方法还包括转录所述候选核酸。


16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中所述翻译溶液还包括转录溶液，从而使所述翻译溶液被配置用于所述候选核酸的转录和翻译。


17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述翻译溶液包括翻译试剂，如核糖体。


18.如权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述翻译溶液包括一种或多种翻译后修饰酶。


19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述翻译溶液包括不超过一种编码候选的抗微生物肽如候选的细菌素的候选核酸序列。


20.如权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述候选核酸编码两种或更多种不同的候选的抗微生物肽(如细菌素)，从而使所述溶液环境包括两种或更多种候选的抗微生物肽(如候选的细菌素)，并且
其中所述变体核酸编码所述两种或更多种候选的抗微生物肽(如细菌素)中的至少一种的变体，并且
从而使两种或更多种抗微生物肽(如细菌素)被共同改造以抑制所述微生物在所选的培养条件下的生长和/或繁殖。


21.如权利要求1-20中任一项所述的方法，其中所述候选的抗微生物肽(如细菌素)包括嵌合蛋白。


22.如权利要求1-21中任一项所述的方法，其中所选的培养条件包括工业过程、药物制造过程或哺乳动物微生物群的条件。


23.如权利要求22所述的方法，其中所述哺乳动物微生物群是人胃肠道、皮肤、乳腺、胎盘、组织、生物流体、精液、子宫、阴道、卵泡、肺、唾液、口腔、黏膜、结膜或胆道的微生物群。


24.如权利要求1-23中任一项所述的方法，其中所述溶液环境包括两种或更多种微生物物种。


25.如权利要求1-24中任一项所述的方法，其中所述翻译溶液还包括基底，其中所述候选核酸固定在所述基底上。


26.如权利要求25所述的方法，其包括产生固定在与所述基底相同或不同的另一基底上的变体核酸。


27.如权利要求25或26所述的方法，其中所述基底包括珠子、纳米颗粒、井、膜、硝化纤维素、PVDF、尼龙、乙酸盐衍生物、基质、孔、...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·卡班特，
申请(专利权)人：辛格隆股份公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE