胞嘧啶脱氨酶及其在碱基编辑中的用途制造技术

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胞嘧啶脱氨酶及其在碱基编辑中的用途。更具体而言，本发明专利技术涉及一种筛选鉴定脱氨酶的方法，基于新鉴定的胞嘧啶脱氨酶的碱基编辑系统，使用该碱基编辑系统对生物体(例如植物)基因组中的靶序列进行碱基编辑的方法，以及通过所述方法产生的经遗传修饰的生物体(例如植物)及其后代。物)及其后代。

【技术实现步骤摘要】
胞嘧啶脱氨酶及其在碱基编辑中的用途


[0001]本专利技术涉及基因工程领域。具体而言，本专利技术涉及胞嘧啶脱氨酶及其在碱基编辑中的用途。更具体而言，本专利技术涉及一种基于新鉴定的胞嘧啶脱氨酶的碱基编辑系统，使用该碱基编辑系统对生物体(例如植物)基因组中的靶序列进行碱基编辑的方法，以及通过所述方法产生的经遗传修饰的生物体(例如植物)及其后代。
[0002]专利技术背景
[0003]对生物体的基因组进行特定序列的修改，可以赋予生物体新的可稳定遗传的性状。其中，特定位点的单核苷酸的变异，有可能导致基因的氨基酸序列发生改变或提前终止，或者导致调控序列的改变，从而导致优良性状的产生。基因组编辑技术，例如CRISPR/Cas9系统，可以实现靶向基因组目标序列的功能。利用基因组编辑系统与目标序列结合的特性，将其与脱氨酶进行结合所开发出的碱基编辑系统，可以精准地对基因组上的靶核苷酸进行脱氨。其中，胞嘧啶碱基编辑系统通过融合APOBEC/AID家族及类APOBEC/AID家族脱氨酶，可以实现目标位点胞嘧啶(C)向尿嘧啶(U)的转变，之后在细胞中相关修复途径的帮助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶能够使DNA中脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。2.根据权利要求1的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自细菌。3.根据权利要求1或2的胞嘧啶脱氨酶，所述胞嘧啶脱氨酶与参比胞嘧啶脱氨酶的AlphaFold2三维结构的TM
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score评分不低于0.6、不低于0.7、不低于0.75、不低于0.8、不低于0.85，且包含与参比胞嘧啶脱氨酶的氨基酸序列具有20
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70％、20
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35％序列相同性或具有至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％序列相同性的氨基酸序列；该胞嘧啶脱氨酶能够使DNA的脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。4.根据权利要求3的胞嘧啶脱氨酶，所述参比胞嘧啶脱氨酶为：(a)序列示于SEQ ID No：64的rAPOBEC1；或(b)序列示于SEQ ID No：65的DddA；或(c)序列示于SEQ ID No：4的Sdd7。5.根据权利要求4的胞嘧啶脱氨酶，其与序列示于SEQ ID No：64的rAPOBEC1的AlphaFold2三维结构的TM
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score评分不低于0.6、不低于0.7、不低于0.75、不低于0.8、不低于0.85，且包含与SEQ ID No：64具有20
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35％序列相同性或具有至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％序列相同性的氨基酸序列；该胞嘧啶脱氨酶能够使DNA的脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。6.根据权利要求4的胞嘧啶脱氨酶，其与序列示于SEQ ID No：65的DddA的AlphaFold2三维结构的TM
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score评分不低于0.6、不低于0.7、不低于0.75、不低于0.8、不低于0.85，且包含与SEQ ID No：65具有20
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70％、20
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35％序列相同性或具有至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％序列相同性的氨基酸序列；该胞嘧啶脱氨酶能够使DNA的脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。7.根据权利要求4的胞嘧啶脱氨酶，其与序列示于SEQ ID No：4的Sdd7的AlphaFold2三维结构的TM
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score评分不低于0.6、不低于0.7、不低于0.75、不低于0.8、不低于0.85，且包含与SEQ ID No：4具有20
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70％、20
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35％序列相同性或具有至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％序列相同性的氨基酸序列；该胞嘧啶脱氨酶能够使DNA的脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。8.根据权利要求1
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7中任一项的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自AID/APOBEC分支、SCP1.201分支、MafB19分支、Novel AID/APOBEC
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like分支、TM1506分支、XOO2897或Toxin deam分支。9.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自AID/APOBEC分支，包含
与SEQ ID NO:1或63具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。10.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自SCP1.201分支，包含与SEQ ID No：28
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40中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。11.根据权利要求10的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶能够对双链DNA的胞嘧啶碱基进行脱氨基。12.根据权利要求10或11的胞嘧啶脱氨酶，所述胞嘧啶脱氨酶的氨基酸序列包含SEQ ID No：28
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40中的任一项的氨基酸序列。13.根据权利要求12的胞嘧啶脱氨酶，所述胞嘧啶脱氨酶的氨基酸序列包含SEQ ID No：28、33、34、35中的任一项的氨基酸序列。14.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自SCP1.201分支，包含与SEQ ID No：2
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18、41
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49中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。15.根据权利要求14的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶能够对单链DNA的胞嘧啶碱基进行脱氨基。16.根据权利要求14或15的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶的氨基酸序列包含SEQ ID No：2
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18、41
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49中的任一项的氨基酸序列。17.根据权利要求16的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶的氨基酸序列包含SEQ ID No：2
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7、12、17中的任一项的氨基酸序列。18.根据权利要求1
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17中任一项的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶为截短的胞嘧啶脱氨酶，所述截短的胞嘧啶脱氨酶能够使DNA的脱氧胞苷的胞嘧啶碱基脱氨基。19.根据权利要求18的胞嘧啶脱氨酶，其中所述截短的胞嘧啶脱氨酶的长度范围为130
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160个氨基酸。20.根据权利要求19的胞嘧啶脱氨酶，其中所述截短的胞嘧啶脱氨酶可被单独包装在AAV颗粒中。21.根据权利要求18
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20中任一项的胞嘧啶脱氨酶，其中所述截短的胞嘧啶脱氨酶包含与SEQ ID No：50
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55中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。22.根据权利要求21的胞嘧啶脱氨酶，其中所述截短的胞嘧啶脱氨酶能够对单链DNA的胞嘧啶碱基进行脱氨基。23.根据权利要求21或22的胞嘧啶脱氨酶，其中所述截短的胞嘧啶脱氨酶由SEQ ID No：50
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55的任一项的氨基酸序列组成。24.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自MafB19分支，包含与SEQ ID No：19、56、57、58中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少
80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。25.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自NovelAID/APOBEC
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like分支，包含与SEQ ID No：20、21中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。26.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自TM1506分支，包含与SEQ ID No：22具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。27.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自XOO2897分支，包含与SEQ ID No：23、24、59
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62中任一项具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。28.根据权利要求8的胞嘧啶脱氨酶，其中所述胞嘧啶脱氨酶来自Toxin deam分支，包含与SEQ ID No：74或75具有至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％、甚至100％序列相同性的氨基酸序列。29.根据权利要求1
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28中任一项的胞嘧啶脱氨酶用于在生物体或生物体细胞中进行基因编辑例如碱基编辑中的用途。30.一种融合蛋白，其包含：(a)核酸靶向结构域；和(b)胞嘧啶脱氨结构域，其中所述胞嘧啶脱氨结构域包含至少一个权利要求1
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28中任一项的胞嘧啶脱氨酶多肽。31.权利要求30的融合蛋白，其中所述核核酸靶向结构域为TALE、ZFP或CRISPR效应蛋白结构域。32.权利要求31的融合蛋白，其中所述CRISPR效应蛋白是Cas9、Cpf1、Cas3、Cas8a、Cas5、Cas8b、Cas8c、Cas10d、Cse1、Cse2、Csy1、Csy2、Csy3、GSU0054、Cas10、Csm2、Cmr5、Cas10、Csx11、Csx10、Csf1、Csn2、Cas4、C2c1(Cas12b)、C2c3、C2c2、Cas12c、Cas12d、Cas12e、Cas12f、Cas12g、Cas12h、Cas12i、Cas12j、Cas12l、Cas12m或其它可用的CRISPR效应蛋白中的至少一种。33.权利要求32的融合蛋白，其中所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彩霞，林秋鹏，黄佳颖，K，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：