使用人工MICRORNA以沉默基因家族的方法和组合物技术

技术编号:9621807 阅读:151 留言:0更新日期:2014-01-30 11:44
本发明专利技术提供了方法和组合物使得单个microRNA(niRNA)降低了相同蛋白和/或基因家族的至少两个成员的表达水平。虽然单个21碱基对niRNA能导致多种mRNA发生裂解,整个基因家族不能被沉默,除非该基因家族在也能被单个miRNA裂解的21个碱基对区域内共有相近的同一性。在某些实施例中,给定蛋白和/或基因家族的所有成员可为本文所公开的miRNA表达构建体所抑制,即使它们在也能以miRNA起作用的21碱基对区域内不具有相近的同一性。此类方法和组合物采用了miRNA表达构建体,其具有结构使得由所述构建体产生的丰度最高的miRNA形式为22-核苷酸的miRNA。由miRNA表达构建体产生的22-核苷酸的miRNA进而不仅降低了miRNA靶序列的表达水平,也降低了作为靶序列的来自相同蛋白和/或基因家族的至少一个其他序列的表达水平。

Methods and compositions for silencing gene families using artificial MICRORNA

The present invention provides methods and compositions that allow a single microRNA (niRNA) to reduce expression levels of at least two members of the same protein and / or gene family. Although a single 21 base pair niRNA can lead to a variety of mRNA cleavage of the gene family can not be silent, unless the gene family can also be 21 single miRNA cracking base to share the same Their natures are much the same. within the region. In some embodiments, all members of a given protein and / or gene family can be disclosed for the construction of miRNA expression by inhibiting, even if they are able to play a role in miRNA 21 base pairs in the region do not have the same Their natures are much the same.. Such methods and compositions employ the miRNA expression construct, which has a structure that gives rise to the highest abundance of miRNA produced by the constructs, miRNA in the form of 22- nucleotides. The construction of 22- nucleotide miRNA and not only reduced the expression level of miRNA target sequence by miRNA expression, but also reduces the expression as a target sequence from the same protein and / or gene family of at least one other sequence.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用人工MICRORNA以沉默基因家族的方法和组合物
本专利技术的领域一般涉及植物分子生物学。更具体地,其涉及降低植物蛋白和/或基因家族中至少两个成员的表达水平的构建体和方法 。
技术介绍
多种真核生物体,包括植物、动物和真菌,都进化了多个RNA沉默途径以保护其细胞和基因组、抵御核酸诸如病毒或转座子的入侵,并在发育过程中或响应于外界刺激调控基因表达(综述见于 Baulcombe (2005) Trends Biochem Sci30:290-293 ;Meins 等人(2005) Annu Rev Cell Dev Biol21:297-318)。在植物中,已显示RNA沉默途径会控制多种发育过程,包括开花时间、叶片形态、器官极性、花卉形态以及根的发育(综述见于Mallory和 Vaucheret (2006)Nat Genet38:S31-36)。所有 RNA 沉默系统涉及由类 RNA 酶 III 的酶,在植物中被称为Dicer或类Dicer,将双链RNA(dsRNA)加工为21至25核苷酸(nt)的小 RNA(Bernstein 等人(2001)Nature409:363-366 ;Xie 等人(2004)PLoS Biol2E104:0642-0652 ;Xie 等人(2005)Proc NatlAcad SciUSA102:12984-12989 ;Dunoyer 等人,(2005)Nat Genet37:1356-1360)。这些小RNA被掺入至沉默效应子复合物中,其包含Argonaute 蛋白(综述见于 Meister 和 Tuschl (2004)Nature431:343-349)。在拟南芥革巴向病毒mRNA 序列(Niu 等人(2006) Nature Biotechnology24:1420-1428)或内源性基因(Schwab 等人(2006)Plant Celll8:1121-1133)中已经描述了人工micr0RNA(amiRNA)。为了改变沉默的空间模式,可在不同启动子下表达amiRNA构建体(Schwab 等人(2006)Plant Celll8:1121-1133)。人工 miRNA 替换了 mieroRNA 及其在miRNA前体主链中的互补星序列,并替代靶向被沉默的mRNA的序列。由内源性的miRNA导致的沉默可见于多种空间上的、时间上的、和发育表达上的模式中(Parizotto等人(2007)Genes Devl8:2237-2242 ;Alvarez 等人(2006)Plant Celll8:1134-51)。需要允许人工miRNA被构建成既捕获又扩展沉默模式中的多样性和特异性的方法和组合物。
技术实现思路
提供了允许单个microRNA(miRNA)来降低相同蛋白和/或基因家族的至少两个成员的表达水平的方法和组合物。虽然单个21碱基对miRNA能导致多种mRNA物类发生裂解,但不能沉默整个基因家族,除非该基因家族在也能被单个miRNA裂解的21个碱基对区域内共有相近的同一性。在某些实施例中,给定蛋白和/或基因家族的所有成员可被本文所公开的miRNA表达构建体所抑制,即使它们在也能作为miRNA起作用的21碱基对区域内不共有相近的同一性。此类方法和组合物采用了 miRNA表达构建体,其具有结构使得由构建体产生的丰度最高的miRNA形式为22-核苷酸的miRNA。由miRNA表达构建体产生的22-核苷酸的miRNA进而不仅降低了 miRNA靶序列的表达水平,也降低了作为靶序列的来自相同蛋白和/或基因家族的至少一个其他序列的表达水平。【附图说明】图1是质粒PHP46272的图表。图2是质粒PHP46271的图表。 图3是显示GM-159FAD2-1B(22)同时沉默fad2_l和2-2 (65%阳性)的图。图4 是显示 GM-159FAD2-1B(21)仅沉默 fad2_l (26%阳性)的图。图5是PHP23576质粒的图表。【具体实施方式】现将结合附图在下文中更全面地描述本专利技术,其中示出了本专利技术的一些而非全部实施例。实际上,这些专利技术可以许多不同的形式来体现,并且不应理解为受本文所示实施例的限制;相反,提供这些实施例以使本公开满足适用的法律要求。类似的数字在全文中指代类似的元件。这些专利技术所属领域的技术人员应当理解,本文所示专利技术的许多修改形式和其他实施例具有前述说明和相关附图中所示教导的有益效果。因此,应当了解,本专利技术不受所公开的具体实施例的限制,并且修改形式和其他实施例也旨在被包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用了具体术语,但是这些术语仅以一般性和描述性意义使用而不是为了进行限制。1.鉬合物提供了采用microRNA(miRNA)的方法和组合物,所述mieroRNA (miRNA)当在植物或植物细胞中表达时能降低蛋白和/或基因家族的多个蛋白/基因的表达。此类方法和组合物采用miRNA表达构建体。如本文所用,“miRNA表达构建体”是指包含miRNA前体主链的DNA构建体,其具有编码miRNA和星序列的多核苷酸序列。miRNA表达构建体被设计成使得从所述构建体产生的丰度最高的miRNA为22-核苷酸的miRNA。典型的miRNA为21-核苷酸(21_nt)并产生于发夹前体的茎结构中的对称折返。然而,22-nt miRNA可由前体的非对称折返形成,其导致发夹前体的miRNA链中产生I个核苷酸鼓包。miRNA表达构建体如本文所公开被设计成编码22-nt miRNA,以及在细胞中表达时能降低来自相同蛋白和/或基因家族的至少两个序列的mRNA水平。“mieroRNA”或“miRNA”是指寡核糖核酸,一般来讲长度为约19至约24个核苷酸,其调控包含靶序列的多核苷酸的表达。mieroRNA为非蛋白编码RNA,在动物和植物中已被鉴定(Lagos-Quintana 等人,Science294:853-858 (2001),Lagos-Quintana 等人,Curr.Biol.12:735-739(2002) ;Lau 等人,Science294:858-862(2001) ;Lee 和 Ambros,Science294:862-864(2001) ;Llave等人,Plant Celll4:1605-1619 (2002) ;Mourelatos 等人,Genes.Dev.16:720-728(2002) ;Park 等人,Curr.Biol.12:1484-1495(2002) ; Re inhart等人,Genes.Dev.16:1616-1626 (2002))。在植物中,miRNA来源于较大的前体多核苷酸经由类dicerl加工而成的。如本文其它地方另外详细讨论的,miRNA可为“人工miRNA”或“amiRNA”,其包含被合成设计成沉默靶序列的miRNA序列。植物miRNA通过募集沉默因子至靶转录本中的互补结合位点来调控内源性基因表达。mieroRNA被初始转录为长多腺苷酸化的RNA,然后被加工形成具有形成稳定发夹能力的较短序列,然后在以siRNA机制进一步加工时释放miRNA。在植物中,这两个加工步骤是由类Dicer的核酸酶进行的。miRNA通过与互本文档来自技高网
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【技术保护点】
能够被转录为RNA序列的分离或重组多核苷酸,其中所述多核苷酸包含miRNA表达构建体,其中所述miRNA表达构建体包含:a)miRNA前体主链,所述miRNA前体主链包含编码miRNA的第一多核苷酸片段和编码星序列的第二多核苷酸片段;b)所述第一多核苷酸片段和所述第二多核苷酸片段与所述miRNA前体主链是异源的;c)所述第一多核苷酸片段包含22?核苷酸(22?nt),所述22?核苷酸(22?nt)具有与RNA水平待降低的靶序列足够互补的序列;d)所述第二多核苷酸片段包含所述第一多核苷酸片段的互补序列,并且还比所述第一多核苷酸片段少至少1个核苷酸,其中22?nt?miRNA是由所述miRNA表达构建体产生的丰度最高形式的miRNA;并且e)由所述miRNA表达构建体产生的所述22?nt?miRNA能够降低所述靶序列和来自相同蛋白和/或基因家族的至少一个其他序列的mRNA水平,所述相同蛋白和/或基因家族的成员不会被针对与22?nt?miRNA相同的区域的21?nt?miRNA所降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.09 US 61/484,0331.能够被转录为RNA序列的分离或重组多核苷酸,其中所述多核苷酸包 含miRNA表达构建体,其中所述miRNA表达构建体包含: a)miRNA前体主链,所述miRNA前体主链包含编码miRNA的第一多核苷酸片段和编码星序列的第二多核苷酸片段; b)所述第一多核苷酸片段和所述第二多核苷酸片段与所述miRNA前体主链是异源的; c)所述第一多核苷酸片段包含22-核苷酸(22-nt),所述22-核苷酸(22_nt)具有与RNA水平待降低的靶序列足够互补的序列; d)所述第二多核苷酸片段包含所述第一多核苷酸片段的互补序列,并且还比所述第一多核苷酸片段少至少I个核苷酸,其中22-nt miRNA是由所述miRNA表达构建体产生的丰度最高形式的miRNA ;并且 e)由所述miRNA表达构建体产生的所述22-ntmiRNA能够降低所述祀序列和来自相同蛋白和/或基因家族的至少一个其他序列的mRNA水平,所述相同蛋白和/或基因家族的成员不会被针对与22-nt miRNA相同的区域的21-nt miRNA所降低。2.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述第一多核苷酸片段在所述第二多核苷酸片段的5'端。3.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述第二多核苷酸片段在所述第一多核苷酸片段的5'端。4.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述miRNA前体主链来自植物。5.根据权利要求4所述·的分离或重组多核苷酸,其中所述植物为单子叶植物。6.根据权利要求4所述的分离或重组多核苷酸,其中所述植物为双子叶植物。7.根据权利要求5所述的分离或重组多核苷酸,其中所述单子叶植物为玉米。8.根据权利要求6所述的分离或重组多核苷酸,其中所述双子叶植物为大豆。9.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述miRNA前体主链包含如SEQID NO:9或16中任一个所示的多核苷酸序列或与SEQ ID NO:9或16具有至少90%序列同一性的序列,其中所述序列保留miRNA前体主链活性。10.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述靶序列编码肌醇半乳糖苷合成酶(GAS)蛋白和/或基因家族的成员。11.根据权利要求10所述的分离或重组多核苷酸,其中所述第一多核苷酸片段包含SEQ ID NO:2中所示的序列,并且所述第二多核苷酸片段包含SEQ ID NO:6中所示的序列。12.根据权利要求10所述的分离或重组多核苷酸,其中由所述miRNA表达构建体产生的所述miRNA包含SEQ ID NO:1中所示的序列。13.根据权利要求1所述的分离或重组多核苷酸,其中所述靶序列编码Λ12脂肪酸去饱和酶2蛋白和/或基因家族的成员。14.根据权利要求13所述的分离或重组多核苷酸,其中所述第一多核苷酸片段包含SEQ ID NO:4中所示的序列,并且所述第二多核苷酸片段包含SEQ ID NO:8中所示的序列。15.根据权利要求13所述的分离或重组多核苷酸,其中由所述miRNA表达构建体产生的所述miRNA包含SEQ ID NO:3中所示的序列。16.重组DNA构建体,包含权利要求1的分离或重组多核苷...

【专利技术属性】
技术研发人员:B麦戈尼格勒
申请(专利权)人:纳幕尔杜邦公司
类型:
国别省市:

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