【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物技术和核酸药物领域，具体地，涉及一种优化的5'utr序列及其应用。
技术介绍
1、基于mrna的治疗方法，在实际应用中较为精准且可用于个体化治疗，因此是现代医学发展的新方向。与哺乳动物细胞系中表达的重组蛋白相比，mrna的生产更快、更灵活。在过去十年中，mrna修饰和递送系统领域的技术发展迅速推进了mrna疫苗的基础和临床研究。然而，mrna疗法面临的技术问题也很明显，比如mrna在体内表达效率低等问题，mrna疫苗的保护效力并不乐观，这些也是临床应用亟需优化的关键问题。
2、基于稳定性和蛋白翻译效率而优化开发的mrna，可以最大限度地提高mrna生产及避免递送中的损失问题。5'utr在mrna翻译过程中至关重要，包括核糖体募集，扫描和起始密码子选择。5'utr序列长度一般在100-200核苷酸。carsten rudolph等在一项研究中比较了5个不同的utr序列对于mrna稳定性和翻译效率的影响，结果显示人细胞cyba utr序列可以在不影响rna半衰期的情况下增强翻译效率。有研究发现双拷贝beta globin 3'utr序列在树突细胞中支持蛋白的高效表达。在过往研究中使用到的utr序列包括：来自cmv（cytomegalovirus，人类巨噬细胞病毒)的增强子序列，人α-珠蛋白（alpha-globin）5'utr、人生长激素utr序列、非洲爪蟾蜍β-珠蛋白（beta-globin）utr等。utr对于mrna翻译效率的影响不仅与细胞类型有关，而且高度依赖二级结构。相对较短的设计utr能更好
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供能够提高蛋白编码区翻译效率的5`-utr序列及其在制备mrna药物中的应用。
2、本专利技术的第一方面,提供了一种5`utr元件，所述5`utr元件用于构建mrna转录模板，提高所述mrna转录模板转录得到的mrna中编码区的翻译效率，所述5`-utr元件的核苷酸序列如seq id no: 1所示。
3、在另一优选例中，所述5`utr元件的核苷酸序列还包括：
4、与seq id no: 1所示序列的同源性≥70%(较佳地≥80%，更佳地≥90%，91%，92%，93%，94%，95%，96%，97%，98%或99%)，且具有提高mrna中编码区翻译效率活性的核苷酸序列；或
5、如seq id no: 1所示核苷酸序列的5`端和/或3`端增加和/或减少1-50个(较佳地1-30，更佳地1-10个，更佳地1-5个)核苷酸，且具有提高mrna中编码区翻译效率活性的核苷酸序列。
6、在另一优选例中，所述5`utr元件的长度为40-120nt，较佳地50-100nt。
7、本专利技术的第二方面,提供了一种mrna转录模板构建体，所述构建体具有式i结构：
8、z1-z2-z3-z4-z5-z6-z7 (i)
9、式中，
10、z1、z7为无或酶切位点；
11、z2为无或启动子元件或内部核糖体进入位点序列（ires）；
12、z3为本专利技术第一方面所述的5`utr元件；
13、z4为可替换的编码区；
14、z5为3`utr元件；
15、z6为无或polya尾部元件。
16、在另一优选例中，所述z1、z7为平末端酶切位点或粘性末端酶切位点。
17、在另一优选例中，所述mrna转录模板构建体包括酶切位点、启动子元件、5`utr元件、可替换的编码区和3`utr。
18、在另一优选例中，所述z2为启动子元件，所述启动子选自下组：t7启动子、t3启动子、sp6启动子、cag启动子、ubc启动子、cmv启动子、u6启动子、ef1a启动子、pgk1启动子、tre启动子、ac5启动子、uas启动子、sv40启动子、adh1启动子、camv35s启动子、ubi启动子、lac启动子、ptac启动子、pl启动子，或其组合。
19、在另一优选例中，所述z3具有如seq id no: 1所示的核苷酸序列。
20、在另一优选例中，所述z4为用于预防和/或治疗传染性疾病、罕见遗传病、神经退行性疾病、视网膜病变、癌症或肿瘤的蛋白编码基因。
21、在另一优选例中，所述z4选自下组：病原体抗原基因、基因组中的转座子（包括沉默和活跃转座子）、细胞因子、生长因子、蛋白激素、多肽激素、肿瘤相关抗原（taa）、肿瘤特异性抗原（tsa）、通用肿瘤突变位点抗原、蛋白佐剂、多肽佐剂、核酸佐剂，或其组合。
22、在另一优选例中，所述z5与z3来源于同一转录本。
23、在另一优选例中，所述z5与z3来源于不同转录本。
24、在另一优选例中，所述z5的核苷酸序列如seq id no: 5所示。
25、本专利技术的第三方面,提供了一种载体，所述载体含有如本专利技术第二方面所述的mrna转录模板构建体。
26、在另一优选例中，所述载体选自下组：dna、rna、病毒载体、质粒、转座子、其他基因转移系统，或其组合；优选地，所述载体为质粒。
27、本专利技术的第四方面,提供了一种宿主细胞，所述宿主细胞含有如本专利技术第三方面所述的载体。
28、在另一优选例中，所述的宿主细胞包括原核细胞或真核细胞。
29、在另一优选例中，所述的宿主细胞选自下组：大肠杆菌、酵母细胞、哺乳动物细胞。
30、本专利技术的第五方面,提供了一种产生用于制备mrna药物的优化mrna的方法，所述方法包括步骤：
31、(i) 在适合的条件下，培养如本专利技术第四方面所述的宿主细胞，从而获得含有mrna转录模板构建体的载体的培养物；
32、(ii) 从所述培养物中分离和/或回收(i)中所述载体，并酶切线性化为mrna转录模板；和
33、(iii) 将(ii)中所述mrna转录模板进行转录，从而获得所述优化mrna。
34、在另一优选例中，所述方法还包括步骤(iv)：对步骤(iii)获得的优化mrna进行纯化和/或修饰。
35、本专利技术的第六方面,提供了一种优化mrna，所述优化mrna是用如本专利技术第五方面所述的方法制备得到的，并且所述优化mrna具有式ii所示结构：
36、m1-m2-m3-m4-m5-m6 (ii)
37、式中，
38、m1为5`端帽子元件；
39、m2为无或内部核糖体进入位点序列（ires）；
40、m3为本专利技术第一方面所述的5`utr元件；
41、m4为可替换的编码区；
42、m5为3`utr元件；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种5`UTR元件，所述5`UTR元件用于构建mRNA转录模板，提高所述mRNA转录模板转录得到的mRNA中编码区的翻译效率，其特征在于，所述5`-UTR元件的核苷酸序列如SEQ IDNO: 1所示，或与SEQ ID NO: 1所示的核苷酸序列具有≥70%的同源性。
2. 一种mRNA转录模板构建体，其特征在于，所述构建体具有式I结构：
3.一种载体，其特征在于，所述载体含有如权利要求2所述的mRNA转录模板构建体。
4.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞含有如权利要求3所述的载体。
5.一种产生用于制备mRNA药物的优化mRNA的方法，所述方法包括步骤：
6. 一种优化mRNA，所述优化mRNA是用如权利要求5所述的方法制备得到的，并且所述优化mRNA具有式II所示结构：
7. 一种药物组合物，所述药物组合物包含：
8.如权利要求7所述的药物组合物，其特征在于，所述药物组合物是将所述mRNA用阳离子脂进行包裹所形成的脂质纳米颗粒。
9.一种如权利要求1所述的5`UTR元件的用
10.一种如权利要求6所述的优化mRNA或如权利要求7所述的药物组合物的用途，用于制备一药物，所述药物用于预防和/或治疗传染性疾病、罕见遗传病、神经退行性疾病、视网膜病变、癌症或肿瘤。
...【技术特征摘要】
1.一种5`utr元件，所述5`utr元件用于构建mrna转录模板，提高所述mrna转录模板转录得到的mrna中编码区的翻译效率，其特征在于，所述5`-utr元件的核苷酸序列如seq idno: 1所示，或与seq id no: 1所示的核苷酸序列具有≥70%的同源性。
2. 一种mrna转录模板构建体，其特征在于，所述构建体具有式i结构：
3.一种载体，其特征在于，所述载体含有如权利要求2所述的mrna转录模板构建体。
4.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞含有如权利要求3所述的载体。
5.一种产生用于制备mrna药物的优化mrna的方法，所述方法包括步骤：
6. 一种优...
【专利技术属性】
技术研发人员：王筱，李和，张园园，谷翰卿，徐增军，
申请(专利权)人：艾斯拓康医药科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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