非病毒转录激活结构域及其相关方法和用途技术

本发明专利技术涉及生命科学、遗传学和基因表达调节的领域。具体地，本发明专利技术涉及用于真核宿主的非病毒转录激活结构域。此外，本发明专利技术涉及包括本发明专利技术的转录激活结构域的多肽或人工转录因子。并且此外，本发明专利技术涉及多核苷酸、表达盒、表达系统和/或真核宿主。另外，本发明专利技术涉及用于在本发明专利技术的真核宿主中生产期望蛋白产物的方法，或涉及制备本发明专利技术的非病毒转录激活结构域或编码所述非病毒转录激活结构域的多核苷酸的方法。并且仍进一步，本发明专利技术涉及本发明专利技术的转录激活结构域、多肽、人工转录因子、多核苷酸、表达盒、表达系统或真核宿主用于代谢工程和/或生产期望蛋白产物的用途。生产期望蛋白产物的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非病毒转录激活结构域及其相关方法和用途


[0001]本专利技术涉及生命科学、遗传学和基因表达调节的领域。具体地，本专利技术涉及用于真核宿主的非病毒转录激活结构域。此外，本专利技术涉及包括本专利技术的转录激活结构域的多肽或人工转录因子。并且此外，本专利技术涉及多核苷酸、表达盒、表达系统和/或真核宿主。另外，本专利技术涉及用于在本专利技术的真核宿主中生产期望蛋白产物的方法，或涉及制备本专利技术的非病毒转录激活结构域或编码所述非病毒转录激活结构域的多核苷酸的方法。并且仍进一步，本专利技术涉及本专利技术的转录激活结构域、多肽、人工转录因子、多核苷酸、表达盒、表达系统或真核宿主用于代谢工程和/或生产期望蛋白产物的用途。

技术介绍

[0002]即使在良好建立的宿主中也很难实现受控和可预测的基因表达，特别是在不同培养条件下或生长阶段的稳定表达方面。另外，对于许多潜在目的工业宿主，完成异源基因表达或控制内源基因表达的工具和/或方法的范围非常有限(或甚至不存在)。在许多情况下，这禁止在工业应用中使用所述目的工业宿主(通常是非常有前途的宿主)。
[0003]转录因子极大地影响基因表达的调节。通常转录因子中至少有两个结构域。DNA结合结构域(DBD)结合靶基因的启动子，并且激活结构域(AD)通过与转录机制相互作用参与激活转录。先前已经进行了许多尝试来引入适用于工程生物系统中基因表达的稳健控制的新的转录因子或其结构域。
[0004]在人工基因表达系统中，使用病毒来源的转录激活结构域(例如VP16或VP64)是目前最常见的用于高水平表达的解决方案。此外，来源于病毒或癌症发展相关蛋白的其他组分也可用于有效的人工表达系统。例如，Chavez A等人描述了通过合理设计与无核酸酶Cas9(nuclease
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null Cas9)融合的三元激活剂VP64
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p65
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Rta(VPR)来获得的改进的转录调节物，其中，VP64来源于人单纯疱疹病毒，p65是与多种癌类型症相关的人蛋白，以及Rta来源于EB病毒(Chavez Aet al.2015,Nat Methods,12(4),326
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328)。
[0005]Naseri G等人(2017,ACS Synthetic Biology,6,1742
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1756)已经描述了植物(拟南芥(Arabidopsis thaliana))天然转录因子用于调节酵母中的基因表达的用途。在该研究中，Naseri G等人专注于在其结构中包含额外的激活结构域，特别是基于病毒的VP16激活结构域、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)来源的GAL4激活结构域和拟南芥来源的EDLL基序的融合转录因子的用途。
[0006]虽然包含病毒或癌症相关转录激活结构域的表达系统高度有效，但由于当前的法规和客户和/或患者的接受度，它们在许多生物技术应用中，特别是在食品或药品生产中的用途可能存在问题。因此，需要可取代目前使用的基于病毒的结构域的新的转录激活结构域。此外，新型激活结构域必须在基因表达系统中提供足够水平的功能性，以实现靶化合物的相似或更好的生产。另外，有效的非病毒转录激活结构域和基于它们的基因表达系统应当在生产生物的各种不同的物种和属中提供稳健且稳定的基因表达。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的，即新的有效转录激活结构域和与其相关的工具和方法，可以用于在功能上替换基于病毒的激活结构域而不损害基因表达系统的性能。包含新的转录激活结构域的表达系统将提供稳健且稳定的表达，光谱的表达水平，并可以用于各种不同的物种和属。这是通过利用来源于在植物物种中，例如在可食用植物物种中发现的转录因子的转录激活结构域实现的。
[0008]事实上，现在已经出人意料地发现植物来源的转录激活结构域的修饰产生了新的激活结构域，其具有高活性，并且重要的是，在多种真核生物中保持高活性。这些新的激活结构域是源自植物的非病毒转录激活结构域，并且可以用于调控表达系统中，例如在真核生物中的基因表达。
[0009]利用本专利技术可以克服现有技术的缺陷，包括但不限于病毒DNA元件在人工表达系统中的用途。现有技术缺乏在不同物种中具有功能并且同时对利用基因表达的所有
和行业(包括食品和制药)都是可接受或适用的有效的激活结构域和表达系统。
[0010]令人惊讶的是，专利技术人能够开发源自植物物种的特定激活结构域。所述激活结构域可以用于不同的表达系统，如此例如，替换当前使用的激活结构域。实际上，本专利技术的激活结构域可以结合到基于人工(合成)转录因子的表达系统中，而不损害所述系统的功能；可以保留或改进人工转录系统的所有先前证明的益处。
[0011]本专利技术能够例如在多种潜在的生产宿主中同时有效地转移和测试工程化代谢途径以进行功能性评价。此外，本专利技术提供了用于正交基因表达的工具，从而为研究例如真核生物的科学界提供了益处。
[0012]此外，本专利技术允许扩大人工表达系统在其中不欢迎使用可能有问题的(病毒)DNA元件的应用中的用途。
[0013]本专利技术涉及用于真核宿主或用于真核宿主中的人工表达系统的非病毒转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域源自植物或植物转录因子，例如源自可食用植物或在可食用植物中发现。
[0014]此外，本专利技术涉及包括用于真核宿主或用于真核宿主中的人工表达系统的非病毒转录激活结构域的多肽，其中，所述转录激活结构域源自植物或植物转录因子。
[0015]此外，本专利技术涉及人工转录因子，其中，所述人工转录因子包括用于真核宿主或用于真核宿主中的人工表达系统的非病毒转录激活结构域、DNA结合结构域和核定位信号，其中，所述转录激活结构域源自植物或植物转录因子。
[0016]另外，本专利技术涉及编码本专利技术的转录激活结构域、多肽或人工转录因子的多核苷酸。
[0017]并且另外，本专利技术还涉及一种表达盒或表达系统，其中，所述表达盒或表达系统包括编码本专利技术的转录激活结构域、多肽或人工转录因子的多核苷酸。
[0018]仍此外，本专利技术涉及包括本专利技术的转录激活结构域、多肽、人工转录因子、多核苷酸、表达盒或表达系统的真核宿主。
[0019]仍此外，本专利技术涉及用于在真核宿主中生产期望蛋白产物的方法，其包括在合适的培养条件下培养本专利技术的宿主。
[0020]并且仍此外，本专利技术涉及本专利技术的转录激活结构域、多肽、人工转录因子、多核苷
酸、表达盒、表达系统或真核宿主用于代谢工程和/或生产期望蛋白产物的用途。
[0021]并且仍此外，本专利技术涉及制备本专利技术的非病毒转录激活结构域或编码所述非病毒转录激活结构域的多核苷酸的方法，其中，所述方法包括获得源自植物转录因子的转录激活结构域多肽或获得编码源自植物转录因子的所述转录激活结构域多肽的多核苷酸，以及修饰获得的转录激活结构域多肽或多核苷酸。
[0022]本专利技术的其他目的、细节和优点将从以下附图、详细描述和实施例中变得显而易见。
附图说明
[0023]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非病毒转录激活结构域，所述非病毒转录激活结构域用于真核宿主中的人工表达系统，其中，所述转录激活结构域源自可食用植物中发现的转录因子。2.根据权利要求1所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域源自菠菜属(Spinacia)、芸苔属(Brassica)或罗勒属(Ocimum)，或者源自菠菜(Spinacia oleracea)、甘蓝型油菜(Brassica napus)或罗勒(Ocimum basilicum)。3.根据权利要求1
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2中任一项所述的转录激活结构域，其中，与相应的野生型转录激活结构域序列相比，所述转录激活结构域包括一个或多个修饰。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的转录激活结构域，其中，与未修饰的转录激活结构域相比，所述转录激活结构域包括增加的酸性和/或疏水性氨基酸含量，或者与未修饰的转录激活结构域相比，所述转录激活结构域包括更多天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和/或苯丙氨酸氨基酸。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域通过编码所述转录激活结构域的多核苷酸的合理诱变而获得。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域是重组或合成的转录激活结构域。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域用于人工转录因子的结构中。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域在不同物种中具有功能。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的转录激活结构域，其中，所述转录激活结构域包括以下氨基酸序列或由以下氨基酸序列组成:所述氨基酸序列与SEQ ID NO:3、5、6、8、9、10或11具有70
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100％序列同一性，例如至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％序列同一性。10.一种多肽，所述多肽包括根据权利要求1
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9中任一项所述的转录激活结构域的。11.一种人工转录因子，其中，所述人工转录因子包括根据权利要求1
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9中任一项所述的转录激活结构域、DNA结合结构域和核定位信号。12.一种多核苷酸，所述多核苷酸编码根据权利要求1
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11中任一项所述的转录激活结构域、多肽或人工转录因子。13.一种表达盒或表达系统，其中，所述表达盒或表达系统包括编码根据权利要求1
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12中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：