一种RNA编辑系统及其编辑方法与应用技术方案

本发明专利技术公开了一种RNA编辑系统及其编辑方法与应用，通过基因工程方法使重组RNA编辑酶连接上RNA结合结构域，当含有RNA结合结构域特异识别特征的外源RNA结合到RNA上时，重组RNA编辑酶活性会对靶标RNA进行切割或碱基修饰等操作。本发明专利技术方法实现了特异高效地对核酸分子RNA的编辑，可用于体内抑制基因表达、清除RNA病毒以及改变RNA序列，简单实用。简单实用。

【技术实现步骤摘要】
一种RNA编辑系统及其编辑方法与应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种RNA编辑系统及其编辑方法与应用。

技术介绍

[0002]对目标RNA进行编辑具有很大的应用前景：首先，在探索基因功能中的应用：后基因组时代阐明基因组中功能基因表达产物的生物学作用对医学发展有着深远意义。RNA编辑技术可以快速、经济、简便的以序列特异方式对目的基因表达调控以及对其表达产物进行一个修改，已经成为探索基因功能的重要研究手段。对阐明信号转导通路、发现新的药物作用靶点有重要意义。
[0003]其次，RNA编辑技术在基因治疗领域中的应用：RNA降解技术作为一种高效的序列特异性基因剔除技术在传染性疾病和恶性肿瘤基因治疗领域发展极为迅速。在利用RNAi技术对HIV
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1、乙型肝炎、丙型肝炎等进行基因治疗研究中发现，选择病毒基因组中与人类基因组无同源性的序列作为抑制序列可在抑制病毒复制的同时避免对正常组织的毒副作用。同时将抑制序列选择在特定的位点，可对部分有明确基因突变的恶性肿瘤细胞如含有BCL/ABL或AML1/MTG8融合基因的白血病细胞产生凋亡诱导作用。此外尚可通过使用肿瘤特异性启动子如hTERT启动子、survivin启动子或组织特异性启动子如酪氨酸酶启动子、骨钙素启动子引导针对某些癌基因或抗凋亡分子的表达或产物进行编辑，从而达到特异性杀伤肿瘤细胞的目的。
[0004]最后，病毒性疾病的治疗：加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的研究人员开发出使用RNAi技术来阻止艾滋病病毒进入人体细胞。这些结果提示RNA降解技术能胜任许多病毒的基因治疗，RNA降解技术将成为一种有效的抗病毒治疗手段。这对于许多严重的动物传染病的防治具有十分重大的意义。
[0005]目前对RNA编辑有基于Cas13或dCas13为基础的RNA编辑技术，这些技术的效率比较高，但是由于它们的分子量比较大，而且脱靶及旁切效果比较严重，制约了其在基因治疗中的应用。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供一种RNA编辑系统及其编辑方法与应用，能有效解决上述现有技术不足之处。
[0007]为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：一种RNA编辑系统，包括重组RNA编辑酶和指引RNA，且所述重组RNA编辑酶包括两个蛋白结构域，一个是与RNA结合的蛋白结构域，另一个是对RNA进行编辑的酶；所述指引RNA包括两段序列，一段是识别序列，所述识别序列与重组RNA编辑酶的RNA结合的蛋白结构域，另一段是反义序列，所述反义序列通过碱基互补配对原则与靶标RNA结合，从而实现对靶标RNA的编辑。
[0008]优选的，所述与RNA结合的蛋白结构域为PP7cp或HIV1 RNA转运蛋白Rev，其中，
PP7cp的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，具体如下：KTIVLSVGEATRTLTEIQSTADRQIFEEKVGPLVGRLRLTASLRQNGAKTAYRVNLKLDQADVVDCSTSVCGELPKVRYTQVWSHDVTIVANSTEASRKSLYDLTKSLVATSQVEDLVVNLVPLGRHIV1 RNA转运蛋白Rev的氨基酸序列如 SEQ ID NO.2所示，具体如下：MAGRSGDSDEELIRTVRLIKLLYQSNPPPNPEGTRQARRNRRRRWRERQRQIHSISERILGTYLGRSAEPVPLQLPPLERLTLDCNEDCGTSGTQGVGSPQILVESPTVLESGTKE优选的，所述对RNA进行编辑的酶为降解RNA的RNA酶或对RNA进行碱基修饰的酶类。
[0009]进一步优选的是，所述对RNA进行编辑的酶包括具有双链特异的RNA酶、MCPIP1蛋白的RNA酶活性结构域、催化RNA碱基C转为碱基U的酶和催化RNA碱基A转为碱基I的酶，所述具有双链特异的RNA酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述MCPIP1蛋白的RNA酶活性结构域的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，所述催化RNA碱基C转为碱基U的酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，所述催化RNA碱基A转为碱基I的酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示，其中，具有双链特异的RNA酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，具体如下：NPIVINRLQRKLGYTFNHQELLQQALTHRSASSKHNERLEFLGDSILSYVIANALYHRFPRVDEGDMSRMRATLVRGNTLAELAREFELGECLRLGPGELKSGGFRRESILADTVEALIGGVFLDSDIQTVEKLILNWYQTRLDEISPGDKQKDPKTRMCPIP1蛋白的RNA酶活性结构域的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示，具体如下：TPKAPNLEPPLPEEEKEGSDLRPVVIDGSNVAMSHGNKEVFSCRGILLAVNWFLERGHTDITVFVPSWRKEQPRPDVPITDQHILRELEKKKILVFTPSRRVGGKRVVCYDDRFIVKLAYESDGIVVSNDTYRDLQGERQEWKRFIEERLLMYSFVNDKFMPPDDPLGRHGPSLDNFLRKKPLTLEHRKQPCPYGRKCTYGIKCRFFHPERPSCPQRSVA催化RNA碱基C转为碱基U的酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示，具体如下：RRAFITGVFYLSEVEFSHEYWMRHALTLAKRAWDEREVPVGAVLVHNNRVIGEGWNRPIGRHDPTAHAEIMALRQGGLVMQNYRLIDATLYVTLEPCVMCAGAMIHSRIGRVVFGARDAKTGAAGSLMDVLHHPGMNHRVEITEGILADECAALLSDFFRMRRQEIKAQKKAQSSTD催化RNA碱基A转为碱基I的酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示，具体如下：MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK优选的，所述重组RNA编辑酶还包括核定位序列，其氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示：PKKKRKV。
[0010]优选的，所述重组RNA编辑酶还包括柔性肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，所述柔性肽位于所述重组RNA编辑酶的两个蛋白结构域之间，其中， 柔性肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示：GGGGSGGGGSGGGG。
[0011]优选的，所述重组RNA编辑酶的C末端加入组蛋白纯化标签，N末端加入穿膜肽序列，所述组蛋白氨基酸序列如SEQ ID本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RNA编辑系统，其特征在于：包括重组RNA编辑酶和指引RNA，且所述重组RNA编辑酶包括两个蛋白结构域，一个是与RNA结合的蛋白结构域，另一个是对RNA进行编辑的酶；所述指引RNA包括两段序列，一段是识别序列，所述识别序列与重组RNA编辑酶的RNA结合的蛋白结构域结合，另一段是反义序列，所述反义序列通过碱基互补配对原则与靶标RNA结合，从而实现对靶标RNA的编辑。2.根据权利要求1所述的一种RNA编辑系统，其特征在于：所述与RNA结合的蛋白结构域为PP7cp或HIV1 RNA转运蛋白Rev，所述PP7cp的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述HIV1 RNA转运蛋白Rev的氨基酸序列如 SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求1所述的一种RNA编辑系统，其特征在于：所述对RNA进行编辑的酶为降解RNA的RNA酶或对RNA进行碱基修饰的酶类。4.根据权利要求3所述的一种RNA编辑的系统，其特征在于：所述对RNA进行编辑的酶包括具有双链特异的RNA酶、MCPIP1蛋白的RNA酶活性结构域、催化RNA碱基C转为碱基U的酶和催化RNA碱基A转为碱基I的酶，所述具有双链特异的RNA酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燕强，乐红方，刘清华，李丹花，
申请(专利权)人：徐州医科大学，
类型：发明
国别省市：