通过自主复制RNA实现哺乳动物细胞中的定向进化和达尔文适应制造技术

本发明专利技术涉及一种正交的甲病毒RNA复制系统REPLACE系统来进化基于RNA的元件，使RNA复制酶辅助的哺乳动物细胞的持续体内进化成为可能。本发明专利技术的方法能够持续多样化和选择超过10亿的自主复制RNA拷贝，通过复制酶限制模式的RNA复制和强大的可诱导的RNA突变。本发明专利技术进化了荧光蛋白、转录因子和微型Cas蛋白(dCasMINI)的新功能或改进了现有功能。本发明专利技术表明，装备了REPLACE的细胞可以通过不断进化携带癌症相关的关键基因(即MEK1和KRAS)的自主复制RNA来适应细胞外部或内部的挑战。本发明专利技术的全新的基于RNA的进化平台将为哺乳动物合成生物学提供新的高性能的工具箱，并助力哺乳动物细胞和组织的适应性工程改造。动物细胞和组织的适应性工程改造。动物细胞和组织的适应性工程改造。

【技术实现步骤摘要】
通过自主复制RNA实现哺乳动物细胞中的定向进化和达尔文适应


[0001]本专利技术涉及生物工程领域，具体涉及通过自主复制RNA实现哺乳动物细胞中的定向进化和达尔文适应。

技术介绍

[0002]虽然哺乳动物合成生物学为解决人类健康问题带来了希望7–
9,21
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24
，但它仍然需要克服两个主要障碍。第一，由于通常情况下基因序列到功能的对应关系的复杂性，使得为指定功能来优化合成装置是非常费力的7–9。第二，预设好的合成装置不仅难以无限地适应不断变化的环境，而且可能出现导致功能丧失的突变
6,8,10,25,26
。而合成装置在哺乳动物细胞内的定向进化可以帮助应对这些挑战：一方面，通过定向进化可以加速合成装置的构建，也即使基因或基因线路多样化(例如，通过诱导突变)再进行筛选
27
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；另一方面，合成装置进化的能力，特别是在活细胞内连续的进化，将使得细胞进化并适应环境变化，或逆转合成装置出现的有害变异
10,25,26
。/>[0003]正如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RNA复制酶辅助的连续体内进化(REPLACE)系统，其包含自主复制RNA和宿主细胞，任选地还包含诱导突变的诱变剂。2.根据权利要求1所述的REPLACE系统，其中所述自主复制RNA缺失RNA复制酶，并且所述宿主细胞组成型表达所述缺失的RNA复制酶。3.根据权利要求1或2所述的REPLACE系统，其中所述自主复制RNA衍生自正链RNA病毒，优选地衍生自甲病毒，更优选地衍生自Sindbis病毒，更优选地衍生自repRNA
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v1，更优选地衍生自repRNA
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v2。4.根据前述任一项权利要求所述的REPLACE系统，其中所述自主复制RNA选自repRNA
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v3、repRNA
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v4中的任一种或衍生自repRNA
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v3、repRNA
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v4中的任一种，优选地所述自主复制RNA为repRNA
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v4或衍生自repRNA
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v4，更优选地所述自主复制RNA为repRNA
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v4。5.根据前述任一项权利要求所述的REPLACE系统，其中所述宿主细胞为真核生物宿主细胞，优选地所述宿主细胞为动物宿主细胞，更优选地所述宿主细胞为哺乳动物宿主细胞，更优选地所述宿主细胞选自仓鼠成纤维细胞系或衍生自仓鼠成纤维细胞系，更优选地所述宿主细胞选自BHK
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21(ATCC)或衍生自BHK
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21(ATCC)，更优选地所述宿主细胞为复制酶有限的真核生物宿主细胞，优选地所述宿主细胞为复制酶有限的动物宿主细胞，更优选地所述宿主细胞为复制酶有限的哺乳动物宿主细胞，更优选地所述宿主细胞选自复制酶有限的仓鼠成纤维细胞系或衍生自复制酶有限的仓鼠成纤维细胞系，更优选地所述宿主细胞选自复制酶有限的BHK
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21(ATCC)或衍生自复制酶有限的BHK
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21(ATCC)。6.根据前述任一项权利要求所述的REPLACE系统，其中所述诱变剂选自小分子诱变剂、核苷类似物中的任一种，任选地所述诱变剂选自favipiravir、molnupiravir中的任一种。7.一种RNA复制酶辅助的连续体内进化(REPLACE)方法，其包括：提供自主复制RNA；提供宿主细胞；使自主复制RNA连续体内进化；任选地还提供诱导突变的诱变剂。8.根据权利要求7所述的REPLACE方法，其中所述自主复制RNA缺失部分RNA复制酶，并且所述宿主细胞组成型表达所述缺失的RNA复制酶。9.根据权利要求7或8所述的REPLACE方法，其中所述自...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良，林一瀚，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：