一种可用于植物叶面定向结合及递送的蛋白RNA复合物制造技术

本发明专利技术属于生物技术领域，涉及一种可用于植物叶片定向结合及递送的蛋白RNA复合物。该蛋白由三部分组成：可与植物叶片定向结合的功能域，含有表面活性的功能域以及与RNA结合的功能域。通过与目标RNA共表达，该蛋白可与目标RNA在体内形成蛋白RNA复合物。含有该蛋白RNA复合物的液滴在叶片表面有较好的润湿性，另外该蛋白可将RNA固定在叶片表面从而增加RNA的整体效果。该蛋白与RNA在大肠杆菌中共表达并形成复合物，其生产容易规模化且成本低廉，具有重要的实际推广价值。有重要的实际推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于植物叶面定向结合及递送的蛋白RNA复合物


[0001]本专利技术属于生物
，涉及一种可用于植物叶面定向结合及递送的蛋白RNA复合物。

技术介绍

[0002]随着RNA干扰技术在生物医药和基因工程育种领域的蓬勃发展，近年来该技术已快速向植保领域渗透。基于RNAi技术开发的生物农药既能防治病虫害又不影响农作物基因的表达，不仅结合了传统化学农药与转基因作物的优势，而且绿色环保无污染，为农业可持续发展提供了一条全新解决途径，因此被誉为农药史上的第三次革命。
[0003]RNA生物农药被归类为核酸干扰素，是一种干扰或抑制目标生物特定基因转录的多核苷酸制剂(Fletcher S J,Reeves P T,Hoang B T,et al.A perspective on RNAi
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based biopesticides[J].Frontiers in plant science,2020,11:51.)。通过细胞工厂或无细胞合成的方法，制备出能够特异性靶向昆虫/病菌(宿主)中特定基因的双链RNA，在害虫宿主的中肠细胞的主动运输或内吞作用下，进入到宿主细胞中，从而靶向宿主关键生长因子的mRNA干扰其翻译，导致目标害虫不进食/不繁殖或者死亡，最终达到保护农作物的目的。与传统的化学农药相比，RNA生物农药因其具有特异性较强、不易造成抗性、形成开发成本较低、绿色安全等优点正受到越来越多的关注(Rodrigues T B,Mishra S K,Sridharan K,et al.First sprayable double
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stranded RNA
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based biopesticide product targets proteasome subunit beta type
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5in Colorado potato beetle(Leptinotarsa decemlineata)[J].Frontiers in plant science,2021,12:728652.Bramlett M,Plaetinck G,Maienfisch P.RNA
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based biocontrols—a new paradigm in crop protection[J].Engineering,2020,6(5):522
‑
527.)。

技术实现思路

[0004]针对目前喷洒型RNA生物农药的在叶片停留时间短，建立了一种通过共表达重组蛋白与具有杀虫功能的RNA形成复合物来提高含有该复合物的液滴在叶片表面的润湿性和停留时间来增加其药效。
[0005]本专利技术通过蛋白质理性设计得到一个重组蛋白，该重组蛋白可与具有杀虫作用的RNA特异性结合形成可应用于农业杀虫的重组蛋白RNA复合物，该重组蛋白RNA复合物具有以下特点：
[0006]1)重组蛋白在结构上含有三个功能部分：a)表面活性功能域，可显著增加该蛋白RNA复合物的液滴在植物叶片表面的润湿性；b)该重组蛋白N端含有功能肽链，能特异性与具有杀虫功能的RNA结合而形成蛋白RNA复合物；c)该重组蛋白的C端含有功能肽链，可以靶向叶片的叶蜡层从而增加该蛋白RNA复合物在植物叶片表面的停留时间。
[0007]2)该具有杀虫功能的RNA由两部分组成：a)可与重组蛋白N端的功能肽链特异性结合的适配体；b)有杀虫作用的双链RNA(该双链RNA通过肠道被害虫吸收经体内消化形成干
扰RNA干扰目标基因的表达从而导致害虫不进食或不繁殖或死亡)。
[0008]3)该重组蛋白与RNA在大肠杆菌中共表达并形成复合物，其生产容易规模化且成本低廉。
[0009]本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供一种可用于植物叶面定向结合及递送的蛋白RNA复合物，其特征在于，复合物中含有的重组蛋白和可与蛋白形成复合物的功能性RNA，所述重组蛋白在结构上含有三个功能部分：a)表面活性功能域；b)N端含有能特异性结合功能性RNA而形成蛋白RNA复合物的RNA结合域；c)C端含有可靶向叶片的叶蜡层从而增加该蛋白RNA复合物在植物叶片表面的停留时间的叶片结合域；
[0011]优选地，所述功能性RNA由两部分组成：a)可与重组蛋白N端的功能肽链特异性结合的RNA适配体；b)具有功能的双链RNA，优选为具有杀虫作用的双链RNA，所述该双链RNA通过肠道被害虫吸收经体内消化形成干扰RNA干扰目标基因的表达从而导致害虫不进食或不繁殖或死亡。
[0012]优选地，所述重组蛋白与功能性RNA在重组菌例如大肠杆菌中共表达并形成复合物。
[0013]更优选，表面活性功能域的氨基酸序列为：MKQLADSLHQLARQVSRLRHAGGGSMKQ LADSLHQLARQVSRLEHAGGGSMKQLADSLHQLARQVSRLEHAGGGSMKQLADSLHQLA RQVSRLRHA(SEQ ID NO：1)；叶片结合域的氨基酸序列为：AENLYFQGDSHEERHHGR HGHHKYGRKFHEKHHSHRGYRSNYLYDN(SEQ ID NO：2)；RNA结合域的氨基酸序列为：SYGRKKRRQRRRPPQ(SEQ ID NO：3)；
[0014]TAT适配体的核苷酸序列为：GGGAGCUUGAUCCCGUUUGCCGGUCGAUCGCUCCC(SEQ ID NO：4)，功能的双链RNA的核苷酸序列为：GAUGUAACUGAAUGAAAUGGUGA AGGACGGGUCCAGUAGGCUGCUUCGGCAGCCUACUUGUUGAGUAGAGUGUGAGCUC CGUAACUAGUUACAUC(SEQ ID NO:5)，其为可特异性结合DFHBI染料激发后能发荧光的RNA适配体Spinach2。
[0015]进一步优选地，RNA复合物上还设计有可形成双链结构的间隔区；
[0016]优选地，所述可形成双链结构的间隔区包括spacer
‑
1序列：CUAUAAGAAGUUUUCAU AGGCGUUUCAUCUAGGCG(SEQ ID NO：6)和spacer
‑
2序列：CGCCUAGAUGAAACG CCUAUGAAAACUUCUUAUAG(SEQ ID NO：7)两个部分，其可以连接在一起也可以设计有RNA适配体或功能的双链RNA的两端；
[0017]另外优选地，RNA适配体Spinach2适配体或可特异性结合DFHBI染料激发后能发荧光的RNA适配体；
[0018]更具体地，复合物的功能性RNA的核苷酸序列为：GGGAGCUUGAUCCCGUUUGCCG GUCGAUCGCUCCCCUAUAAGAAGUUUUCAUAGGCGUUUCAUCUAGGCGGAUGUAACUGAAUGAAAUGGUGAAGGACGGGUCCAGUAGGCUGCUUCGGCAGCCUACUUGUUGAGUAGAGUGUG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于植物叶面定向结合及递送的蛋白RNA复合物，其特征在于，复合物中含有的重组蛋白和可与该蛋白形成复合物的功能性RNA，所述重组蛋白在结构上含有三个功能部分：a）表面活性功能域；b）N端含有能特异性结合功能性RNA而形成蛋白RNA复合物的RNA结合域；c）C端含有可靶向叶片的叶蜡层从而增加该蛋白RNA复合物在植物叶片表面的停留时间的叶片结合域；优选地，所述功能性RNA由两部分组成：a）可与重组蛋白N端的功能肽链特异性结合的RNA适配体；b）具有功能的双链RNA，优选为具有杀虫作用的双链RNA，所述该双链RNA通过肠道被害虫吸收经体内消化形成干扰RNA干扰目标基因的表达从而导致害虫不进食或不繁殖或死亡。2.根据权利要求1所述的蛋白RNA复合物，其特征在于，所述重组蛋白与功能性RNA在重组菌例如大肠杆菌中共表达并形成复合物。3.根据权利要求1所述的蛋白RNA复合物，其特征在于，表面活性功能域的氨基酸序列为：MKQLADSLHQLARQVSRLRHAGGGSMKQLADSLHQLARQVSRLEHAGGGSMKQLADSLHQLARQVSRLEHAGGGSMKQLADSLHQLARQVSRLRHA；叶片结合域的氨基酸序列为：AENLYFQGDSHEERHHGRHGHHKYGRKFHEKHHSHRGYRSNYLYDN；RNA结合域的氨基酸序列为：SYGRKKRRQRRRPPQ；RNA适配体的核苷酸序列为：GGGAGCUUGAUCCCGUUUGCCGGUCGAUCGCUCCC，功能的双链RNA的核苷酸序列为：GAUGUAACUGAAUGAAAUGGUGAAGGACGGGUCCAGUAGGCUGCUUCGGCAGCCUACUUGUUGAGUAGAGUGUGAGCUCCGUAACUAGUUACAUC，其为可特异性结合DFHBI染料激发后能发荧光的RNA适配体Spinach2 。4.根据权利要求1所述的蛋白RNA复合物，其特征在于，RNA复合物上还设计有可形成双链结构的间隔区；优选地，所述可形成双链结构的间隔区包括space...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宗胜，陈自银，李华珍，章家泉，
申请(专利权)人：百葵锐深圳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：