基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及基因工程领域。具体而言，本发明专利技术涉及基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统和方法。本发明专利技术还涉及可与不同C2c1核酸酶组合用于基因组编辑的人工向导RNA。

【技术实现步骤摘要】
基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统和方法本申请为申请日为2018年11月2日、申请号为201811300251.6、专利技术名称为“基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及基因工程领域。具体而言，本专利技术涉及基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统和方法。本专利技术还涉及可与不同C2c1核酸酶组合用于基因组编辑的人工向导RNA。专利技术背景随着CRISPR-Cas(ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats-CRISPR-associated蛋白)系统的出现，精确的基因组编辑由于其在基因治疗中的光明前景已经成为最令人关注的领域。到目前为止，已成功利用三种类型的CRISPR-Cas系统以促进哺乳动物基因组工程，包括II型Cas9(Cong,L.etal.Science339,819-823(2013)；Mali,P.etal.Science339,823-826(2013))、V-A型Cpf1(Zetsche,B.etal.Cell163,759-771(2015))和V-B型C2c1。对于II型和V型CRISPR-Cas系统，向导RNA和Cas效应蛋白是靶DNA识别和切割的两种核心成分(Wright,A.V.,Nunez,J.K.&Doudna,J.A.Cell164,29-44(2016)；Shmakov,S.etal.NatRevMicrobiol15,169-182(2017))。以前的研究表明在密切相关的Cas9系统(Fonfara,I.etal.NucleicAcidsRes42,2577-2590(2014))以及Cpf1系统(Zetsche,B.etal.Cell163,759-771(2015))中，双RNA(crRNA和tracRRNA)和蛋白质组分是可互换的，并能初步优化(Nishimasu,H.etal.Cell156,935-949(2014)；Zalatan,J.G.etal.Cell160,339-350(2015))。虽然许多新兴的CRISPR-Cas系统和研究促进CRISPR-Cas系统的广泛应用(Wright,A.V.,Nunez,J.K.&Doudna,J.A.Cell164,29-44(2016)；Shmakov,S.etal.NatRevMicrobiol15,169-182(2017))，但对于如何重新设计甚至从头合成促酶基因组编辑系统仍然知之甚少。V-B型CRISPR-C2c1系统是一种新兴的具有前景的基因工程技术。然而，可用于哺乳动物基因组编辑的C2c1却很少，大大限制了其应用。本领域仍然需要新的可用于哺乳动物基因组编辑的基于C2c1核酸酶的基因组编辑系统。专利技术简述在一方面，本专利技术提供了一种用于对细胞基因组中的靶序列进行定点修饰的基因组编辑系统，其包含以下i)至v)中至少一项：i)C2c1蛋白或其变体，和向导RNA；ii)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和向导RNA；iii)C2c1蛋白或其变体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；iv)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；v)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列和编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；其中所述向导RNA能够与所述C2c1蛋白或其变体形成复合物，将所述C2c1蛋白直系同源物或其变体靶向所述细胞基因组中的靶序列。在一些实施方案中，所述C2c1蛋白是来自Alicyclobacillusacidiphilus的AaC2c1蛋白、来自Alicyclobacilluskakegawensis的AkC2c1蛋白、来自Alicyclobacillusmacrosporangiidus的AmC2c1蛋白、来自Bacillushisashii的BhC2c1蛋白、来自Bacillus属的BsC2c1蛋白、来自Bacillus属的Bs3C2c1蛋白、来自Desulfovibrioinopinatus的DiC2c1蛋白、来自Laceyellasediminis的LsC2c1蛋白、来自Spirochaetesbacterium的SbC2c1蛋白、来自Tuberibacilluscalidus的TcC2c1蛋白。例如，所述C2c1蛋白是来自AlicyclobacillusacidiphilusNBRC100859的AaC2c1蛋白、来自AlicyclobacilluskakegawensisNBRC103104的AkC2c1蛋白、来自AlicyclobacillusmacrosporangiidusstrainDSM17980的AmC2c1蛋白、来自BacillushisashiistrainC4的BhC2c1蛋白、来自Bacillus属NSP2.1的BsC2c1蛋白、来自Bacillus属V3-13contig_40的Bs3C2c1蛋白、来自DesulfovibrioinopinatusDSM10711的DiC2c1蛋白、来自LaceyellasediminisstrainRHA1的LsC2c1蛋白、来自SpirochaetesbacteriumGWB1_27_13的SbC2c1蛋白、来自TuberibacilluscalidusDSM17572的TcC2c1蛋白。在第二方面，本专利技术提供了一种对细胞基因组中的靶序列进行定点修饰的方法，包括将本专利技术的基因组编辑系统导入所述细胞。在第三方面，本专利技术提供了一种治疗有需要的对象中的疾病的方法，包括向所述对象递送有效量的本专利技术的基因组编辑系统以修饰所述对象中与所述疾病相关的基因。在第四方面，本专利技术提供了本专利技术的基因组编辑系统在制备用于治疗有需要的对象中的疾病的药物组合物中的用途，其中所述基因组编辑系统用于修饰所述对象中与所述疾病相关的基因。在第五方面，本专利技术提供了用于本专利技术的方法的试剂盒，该试剂盒包括本专利技术的基因组编辑系统，以及使用说明。在第六方面，本专利技术提供了一种用于治疗有需要的对象中的疾病的药物组合物，其包含本专利技术的基因组编辑系统和药学可接受的载体，其中所述基因组编辑系统用于修饰所述对象中与所述疾病相关的基因。附图简述图1.选择用于基因组编辑测试的非冗余C2c1直系同源物的系统发生树及其基因座。(a)邻接系统发生树，显示测试的C2c1直系同源物的进化关系。(b)对应于(a)中突出显示的8种C2c1蛋白的细菌基因座图谱crRNADR和推定的tracrRNA的模拟共折叠显示出稳定的二级结构。DR，直接重复。每个细菌基因组间隔区(spacer)的数目在其CRISPR阵列的上方或下方表示。图2.C2c1直系同源物的蛋白质比对：测试的10种C2c1直系同源物的氨基酸序列的多序列比对。保守的残基用红色背景突出显示，保守突变用轮廓和红色字体突出显示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对细胞基因组中的靶序列进行定点修饰的基因组编辑系统，其包含以下i)至v)中至少一项：/ni)C2c1蛋白或其变体，和向导RNA；/nii)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和向导RNA；/niii)C2c1蛋白或其变体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；/niv)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；/nv)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列和编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；/n其中所述向导RNA能够与所述C2c1蛋白或其变体形成复合物，将所述C2c1蛋白直系同源物或其变体靶向所述细胞基因组中的靶序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于对细胞基因组中的靶序列进行定点修饰的基因组编辑系统，其包含以下i)至v)中至少一项：
i)C2c1蛋白或其变体，和向导RNA；
ii)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和向导RNA；
iii)C2c1蛋白或其变体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；
iv)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列的表达构建体，和包含编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；
v)包含编码C2c1蛋白或其变体的核苷酸序列和编码向导RNA的核苷酸序列的表达构建体；
其中所述向导RNA能够与所述C2c1蛋白或其变体形成复合物，将所述C2c1蛋白直系同源物或其变体靶向所述细胞基因组中的靶序列。


2.权利要求1的系统，其中所述C2c1蛋白是来自Alicyclobacillusacidiphilus的AaC2c1蛋白、来自Alicyclobacilluskakegawensis的AkC2c1蛋白、来自Alicyclobacillusmacrosporangiidus的AmC2c1蛋白、来自Bacillushisashii的BhC2c1蛋白、来自Bacillus属的BsC2c1蛋白、来自Bacillus属的Bs3C2c1蛋白、来自Desulfovibrioinopinatus的DiC2c1蛋白、来自Laceyellasediminis的LsC2c1蛋白、来自Spirochaetesbacterium的SbC2c1蛋白或来自Tuberibacilluscalidus的TcC2c1蛋白。


3.权利要求1的系统，其中所述C2c1蛋白是来自AlicyclobacillusacidiphilusNBRC100859的AaC2c1蛋白、来自AlicyclobacilluskakegawensisNBRC103104的AkC2c1蛋白、来自AlicyclobacillusmacrosporangiidusstrainDSM17980的AmC2c1蛋白、来自BacillushisashiistrainC4的BhC2c1蛋白、来自Bacillus属NSP2.1的BsC2c1蛋白、来自Bacillus属V3-13contig_40的Bs3C2c1蛋白、来自DesulfovibrioinopinatusDSM10711的DiC2c1蛋白、来自LaceyellasediminisstrainRHA1的LsC2c1蛋白、来自SpirochaetesbacteriumGWB1_27_13的SbC2c1蛋白或来自TuberibacilluscalidusDSM17572的TcC2c1蛋白。


4.权利要求1-3中任一项的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，周琪，滕飞，
申请(专利权)人：中国科学院动物研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11