一种修饰的核酸及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种修饰的核酸及其应用，属于核酸修饰技术领域，所述修饰的核酸，包括尿嘧啶核苷、胞嘧啶核苷、腺嘌呤核苷、鸟嘌呤核苷和化学修饰的核苷；所述化学修饰的核苷包括化学修饰的尿嘧啶核苷、化学修饰的胞嘧啶核苷、化学修饰的腺嘌呤核苷和化学修饰的鸟嘌呤核苷中的一种或几种。本发明专利技术所述修饰的核酸稳定性高、免疫原性低、体内半衰期长；本发明专利技术提供的修饰的核酸能够作为诊断剂或治疗剂，应用于疾病的诊断和治疗，与现有天然状态的核酸相比，克服了稳定性低、免疫原性高，体内半衰期短，需要短时间内反复给药，成本昂贵等缺点，在增强核酸药物疗效的同时降低了应用成本。核酸药物疗效的同时降低了应用成本。

A modified nucleic acid and its application

【技术实现步骤摘要】
一种修饰的核酸及其应用


[0001]本专利技术属于核酸修饰
，尤其涉及一种修饰的核酸及其应用。

技术介绍

[0002]早在20世纪70年代，科学家们就在RNA中发现了m6A修饰，但由于技术 制约其功能一直未能被很好的揭示。直到2012年，科学家们的研究表明，m6A 修饰和mRNA的稳定性、剪接加工、翻译以及microRNA的加工有关。此外， m6A还和干细胞命运、生物节律相关，可以促使干细胞从自我更新状态转向 细胞分化，研究人员发现，甲基化会缩短mRNA的半衰期，减少其丰度。可 以说，m6A修饰几乎影响RNA代谢的每个步骤。
[0003]mRNA中m6A修饰研究虽然已经取得了实质性进展，但仍然存在一些技 术挑战和基础科学问题。第一，目前在转录组范围内检测m6A的方法主要依 赖于m6A抗体富集，与其质量密切相关，抗体选择不当将造成假阳性；第二， MeRIP
‑
Seq(RNA甲基化测序)方法只能将m6A残基定位在100～200nt (nucleotide，nt指核苷酸)的转录本区域中，无法在全转录组水平上鉴定m6A 的精确位置；第三，其它RNA结合蛋白免疫沉淀方法，对于一些小样本或珍 贵样品不适用；第四，为什么m6A甲基化酶只对一些mRNA起作用而不是全 部，是否还存在其它甲基化相关酶以及这些酶之间是如何协调作用的？第 五，其它RNA修饰与m6A之间是否存在联系，它们是否一起调节某种转录物 的生物学过程？这些问题仍有待进一步研究。
[0004]目前发现的RNA的修饰主要包括以下几种：
[0005]2'
‑
O
‑
甲基化(Nm)：关于5'帽子的2'
‑
O
‑
甲基化修饰(Nm)，一般认 为5'帽子可以促使mRNA和核糖体的结合，能有效地封闭RNA5'末端，以 保护mRNA免疫5'核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定性。此外，5'帽 子还参加mRNA前体的剪接，参与mRNA3'末端多聚腺苷酸化，mRNA从 核中到细胞质中的运输也需要5'帽子的参与。1998年，Wei等发现帽结合蛋 白(capbindingprotein，CBP)可以与ploy(A)绑定蛋白(PABP)相互作用，拉 近了5'帽子与ploy(A)尾的距离，形成的环状结构可以加强帽结构与CBP的 亲和力，加快核糖体的循环，从而提高翻译效率(Wei,C.
‑
C.,Balasta,M.L., Ren,J.&Goss,D.J.(1998).Wheat germ poly(A)binding protein enhances thebinding affinity of eukaryotic initiation factor 4F and(iso)4F for cap analogues. Biochemistry 37,1910
‑
1916.)。2010年，Daffis等发现病毒RNA5'帽子的2'
‑
O
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甲基化修饰可以使其逃脱宿主的抗病毒应答，细胞质RNA5'帽子的2'
‑
O
‑
甲 基化修饰可能是宿主区分自身RNA和外来RNA的一个重要标识(Daffis,S., Szretter,K.J.,Schriewer,J.&other authors(2010).2
′‑
O methylation ofthe viralmRNA cap evades host restriction by IFIT family members.Nature 468, 452
‑
456.)。哺乳动物细胞对5'帽子没有2'
‑
O
‑
甲基化修饰的病毒具有天然的 免疫，因为IFIT1(interferon
‑
induced protein with tetratricopetide repeats 1，干 扰素诱导的四肽重复蛋白1)可以与这类病毒mRNA结合，使其不能被翻译。
[0006]假尿嘧啶(ψ)：假尿嘧啶修饰是最丰富的RNA修饰，一般由尿苷的异 构化产生，已有的研究表明，mRNA的假尿嘧啶化修饰主要有三个功能：改 变密码子、增强转录本稳定性
和应激反应应答。mRNA假尿嘧啶化修饰的过 程是由假尿嘧啶合成酶(pseudouridine synthases，PUS)进行催化，让尿嘧 啶核苷酸(U)化学结构发生改变，形成假尿嘧啶核苷酸。之前研究已在tRNA、 rRNA、snRNA中发现了大量的假尿嘧啶，最近的研究证实假尿嘧啶同样存 在于mRNA中。
[0007]2011年，Karijolich等发现，mRNA上的假尿嘧啶化修饰可以改变密码 子。将酵母的密码子中的尿嘧啶(U)替换为假尿嘧啶，并不影响密码子对应 编码氨基酸的功能(Karijolich,J.&Yu,Y.
‑
T.(2011).Converting nonsensecodons into sense codons by targeted pseudouridylation.Nature 474,395
‑
398.)； 2014年，Schwartz等发现，酵母发生热休克时，会由Pus7p(一种蛋白)额 外引入超过200个假尿嘧啶修饰位点，如果敲除PUS7基因，则那些含有新 引入修饰的mRNA会减少，这说明着假尿嘧啶修饰可能会增强转录本稳定 性(Schwartz,S.,Bernstein,D.A.,Mumbach,M.R.&other authors(2014). Transcriptome
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wide mapping reveals widespread dynamic
‑
regulatedpseudouridylation of ncRNA andmRNA.Cell 159,148
‑
162.)。
[0008]虽然以上三种修饰已被广泛应用于mRNA药物的生产过程中，但关于 mRNA修饰点位的探究才刚刚开始，检测技术的局限性仍有待突破。ψ
‑
seq 和RiboMeth
‑
seq(两种测序技术)对假尿嘧啶化修饰和2'
‑
O
‑
核糖甲基化修饰 位点的定位可以达到单核苷酸的精度，但对m6A位点的定位精度还不够高。
[0009]此外，还有很多RNA修饰缺乏相应的技术手段去深入研究。因此，在技 术方面还需要有更多的“NGS+”型(传统检测手段与高通量测序相结合)的高 通量技术产生。最近，纳米孔技术是一种新颖的单分子方法，已显示对m6A 的单碱基分辨率检测，科学家认为，这种单分子方法可能会成为一种新颖的 范例，可以同时检测不同的RNA修饰。
[0010]目前，对于RNA修饰以及修饰后的RNA性能变化以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修饰的核酸，其特征在于，包括尿嘧啶核苷、胞嘧啶核苷、腺嘌呤核苷、鸟嘌呤核苷和化学修饰的核苷；所述化学修饰的核苷包括化学修饰的尿嘧啶核苷、化学修饰的胞嘧啶核苷、化学修饰的腺嘌呤核苷和化学修饰的鸟嘌呤核苷中的一种或几种。2.一种修饰的核酸，其特征在于，包括化学修饰的核苷；所述化学修饰的核苷包括化学修饰的尿嘧啶核苷、化学修饰的胞嘧啶核苷、化学修饰的腺嘌呤核苷和化学修饰的鸟嘌呤核苷。3.根据权利要求1或2所述修饰的核酸，其特征在于，修饰的核酸为核糖核酸。4.根据权利要求3所述修饰的核酸，其特征在于，所述化学修饰的核苷中的化学修饰包括同分异构和/或基团取代；所述基团取代包括甲基取代、甲氧基取代、卤代和N4
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乙酰基取代中的一种或几种。5.根据权利要求3所述修饰的核酸，其特征在于，所述化学修饰的尿嘧啶核苷选自2
‑
氟
‑2‑
脱氧尿苷、假尿苷、N1
‑
甲基
‑
假尿苷、5
‑
甲氧基尿苷、2
‑
氟
‑2‑
脱氧
‑
假尿苷、2
‑
氟
‑2‑
脱氧
‑
N1
‑
甲基
‑
假尿苷和2
‑
氟
‑2‑
脱氧
‑5‑
甲氧基尿苷中的一种或几种。6.根据权利要求3所述修饰的核酸，其特征在于，所述化学修饰的胞嘧啶核苷选自N4
‑
乙酰基胞苷、2
‑
氟
‑2‑
脱氧胞苷、5
‑
甲基胞苷、2
‑
氟
‑2‑
脱氧
‑5‑
甲基胞苷和2

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，张苗苗，洪丹，胡迅，
申请(专利权)人：深圳市瑞吉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：