【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胞嘧啶至鸟嘌呤碱基编辑器专利技术背景核酸序列的靶向编辑,例如对基因组DNA的靶向切割或特定修饰的靶向引入,是用于研究基因功能的高度有前景的方法,并且还具有为人类遗传疾病提供新疗法的潜力。由于许多遗传疾病原则上可以通过影响基因组中的特定位置处特定的核苷酸变化(例如,与疾病相关的基因的特定密码子中的C至G或G至C的变化)来治疗,实现此类精确的基因编辑的可编程方式的开发既代表强大的新研究工具,又代表基于基因编辑的治疗学的潜在新方法。专利技术概述本文中提供修饰多核苷酸(例如,DNA),例如在多核苷酸中产生胞嘧啶至鸟嘌呤突变的组合物、试剂盒和方法。如本文中更详细描述的,碱基编辑(例如,C至G编辑)通过除去核碱基(例如,胞嘧啶(C)),从而在核酸序列内产生无碱基位点来完成。然后,例如通过内源性跨损伤聚合酶将与无碱基位点相对的核碱基(例如鸟嘌呤)替换为不同的核碱基(例如胞嘧啶)。本文所述的碱基编辑融合蛋白能够在核酸(例如基因组DNA)内产生特定突变(例如C至G突变),其可用于例如治疗涉及核酸突变,例如C至G或G至C突变的疾病。C至G碱基编辑器的一个实例包括融合蛋白,其含有核酸可编程DNA结合蛋白(例如,Cas9域)、尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)域和胞苷脱氨酶。不希望受任何特定理论的束缚,此类碱基编辑融合蛋白能够与特定核酸序列结合(例如,通过Cas9域),使核酸序列内的胞嘧啶脱氨基为尿苷,然后尿苷可以通过UDG从核酸分子中切除。然后可以例如通过内源性跨损伤聚合酶将与无碱基位点相对的核碱基替换为另一种碱基(例如胞嘧啶)。通常, ...
【技术保护点】
1.融合蛋白,其包含(i)核酸可编程DNA结合蛋白(napDNAbp),和(ii)胞苷脱氨酶域,以及(iii)尿嘧啶结合蛋白(UBP)。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170310 US 62/470,1751.融合蛋白,其包含(i)核酸可编程DNA结合蛋白(napDNAbp),和(ii)胞苷脱氨酶域,以及(iii)尿嘧啶结合蛋白(UBP)。
2.权利要求1的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是尿嘧啶修饰酶。
3.权利要求1或2的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是尿嘧啶碱基切除酶(baseexcisionenzyme)。
4.权利要求1-3中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)。
5.权利要求4的融合蛋白,其中所述尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)来自人、小鼠、大鼠、犬、猴、牛、猕猴、黑猩猩、大猩猩、海八目鳗(sealamprey),或其具有尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)活性的任何变体。
6.权利要求1-5中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是UdgX,其包含与SEQIDNO:49(UdgX)的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
7.权利要求6的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白包含SEQIDNO:49(UdgX)的氨基酸序列。
8.权利要求1-5中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是UDG,其包含与SEQIDNO:48(UDG)的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
9.权利要求8的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白包含SEQIDNO:48(UDG)的氨基酸序列。
10.权利要求1-5中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是UdgX*,其包含与SEQIDNO:50(UdgX*)的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
11.权利要求10的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白包含SEQIDNO:50(UdgX*)的氨基酸序列。
12.权利要求1-5中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是UdgX_On,其包含与SEQIDNO:51(UdgX_On)的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
13.权利要求12的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白包含SEQIDNO:51(UdgX_On)的氨基酸序列。
14.权利要求1-5中任一项的融合蛋白,其中所述尿嘧啶结合蛋白是SMUG1,其包含与SEQIDNO:53(SMUG1)的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
15.权利要求14的融合蛋白,其中尿嘧啶结合蛋白包含SEQIDNO:53(SMUG1)的氨基酸序列。
16.权利要求1-15中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白包含以下结构:
[胞苷脱氨酶]-[napDNAbp]-[UBP],其中“]-[”的每个情况包含任选的接头。
17.权利要求1-16中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶和所述napDNAbp是经由接头融合的。
18.权利要求17的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶和所述napDNAbp是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
19.权利要求1至18中任一项的融合蛋白,其中所述napDNAbp和所述UBP是经由接头融合的。
20.权利要求19的融合蛋白,其中所述napDNAbp和所述UBP是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
21.权利要求1-20中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白进一步包含(iv)核酸聚合酶域(NAP)。
22.权利要求21的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是真核核酸聚合酶域。
23.权利要求21或22的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是DNA聚合酶域。
24.权利要求21至23中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域具有跨损伤聚合酶活性。
25.权利要求21至24中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是跨损伤DNA聚合酶。
26.权利要求21-25中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域来自Rev7、Rev1复合物、聚合酶iota、聚合酶kappa和聚合酶eta。
27.权利要求21至25中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域选自真核聚合酶的组,该组由alpha、beta、gamma、delta、epsilon、gamma、eta、iota、kappa、lambda、mu、和nu组成。
28.权利要求21至27中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含与SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
29.权利要求21-28中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列。
30.权利要求21-29中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白包含以下结构:
[胞苷脱氨酶]-[napDNAbp]-[UBP]-[NAP];
[胞苷脱氨酶]-[napDNAbp]-[NAP]-[UBP];
[胞苷脱氨酶]-[NAP]-[napDNAbp]-[UBP];或
[NAP]-[胞苷脱氨酶]-[napDNAbp]-[UBP];
其中“]-[”的每个情况包括任选的接头。
31.权利要求21至30中任一项的融合蛋白,其中所述NAP和所述UBP是经由接头融合的。
32.权利要求31的融合蛋白,其中所述NAP和所述UBP是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
33.权利要求21-32中任一项的融合蛋白,其中所述NAP和所述napDNAbp是经由接头融合的。
34.权利要求33的融合蛋白,其中所述NAP和所述napDNAbp是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
35.权利要求21-34中任一项的融合蛋白,其中所述NAP和所述胞苷脱氨酶是经由接头融合的。
36.权利要求35的融合蛋白,其中所述NAP和胞苷脱氨酶是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
37.权利要求1-36中任一项的融合蛋白,其中所述napDNAbp包含Cas9域。
38.权利要求37的融合蛋白,其中所述Cas9域包含与SEQIDNO:4-26中任一项至少85%相同的氨基酸序列。
39.权利要求37或38的融合蛋白,其中所述Cas9域包含SEQIDNO:4-26中任一项的氨基酸序列。
40.权利要求37的融合蛋白,其中所述Cas9域是Cas9切口酶(nCas9)。
41.权利要求40的融合蛋白,其中所述Cas9切口酶(nCas9)包含与SEQIDNO:10、13、16或21中任一项至少85%相同的氨基酸序列。
42.权利要求40或41的融合蛋白,其中所述nCas9包含SEQIDNO:10、13、16或21中任一项的氨基酸序列。
43.权利要求37的融合蛋白,其中所述Cas9域是无核酸酶活性的Cas9(dCas9)。
44.权利要求43的融合蛋白,其中所述无核酸酶活性的Cas9(dCas9)包含与SEQIDNO:7、8、9或22中的任一项至少85%相同的氨基酸序列。
45.权利要求43或44的融合蛋白,其中所述dCas9包含SEQIDNO:7、8、9或22中任一项的氨基酸序列。
46.融合蛋白,其包含(i)核酸可编程DNA结合蛋白(napDNAbp),和(ii)胞苷脱氨酶域,以及(iii)核酸聚合酶(NAP)域。
47.权利要求46的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是真核核酸聚合酶域。
48.权利要求46或47的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是DNA聚合酶域。
49.权利要求46-48中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域具有跨损伤聚合酶活性。
50.权利要求46-49中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是跨损伤DNA聚合酶。
51.权利要求46至50中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域来自Rev7、Rev1复合物、聚合酶iota、聚合酶kappa和聚合酶eta。
52.权利要求46-51中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域选自真核聚合酶的组,该组由alpha、beta、gamma、delta、epsilon、gamma、eta、iota、kappa、lambda、mu、和nu组成。
53.权利要求46-52中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含与SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
54.权利要求46-53中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列。
55.权利要求1-54中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是来自载脂蛋白BmRNA编辑复合物(APOBEC)家族脱氨酶的脱氨酶。
56.权利要求55的融合蛋白,其中所述APOBEC家族脱氨酶选自下组:APOBEC1脱氨酶、APOBEC2脱氨酶、APOBEC3A脱氨酶、APOBEC3B脱氨酶、APOBEC3C脱氨酶、APOBEC3D脱氨酶、APOBEC3F脱氨酶、APOBEC3G脱氨酶、和APOBEC3H脱氨酶。
57.权利要求1-56中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域包含与SEQIDNO:67-101中任一项的氨基酸序列至少85%相同的氨基酸序列。
58.权利要求1-57中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域包含SEQIDNO:67-101中任一项的氨基酸序列。
59.权利要求1-57中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是大鼠APOBEC1(rAPOBEC1)脱氨酶,其包含一个或多个选自下组的突变:SEQIDNO:93的W90Y,R126E和R132E,或另一个APOBEC脱氨酶中的一个或多个相应突变。
60.权利要求1-57中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是人APOBEC1(hAPOBEC1)脱氨酶,其包含一个或多个选自下组的突变:SEQIDNO:91的W90Y,Q126E和R132E,或另一个APOBEC脱氨酶中的一个或多个相应突变。
61.权利要求1-57中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是人APOBEC3G(hAPOBEC3G)脱氨酶,其包含一个或多个选自下组的突变:SEQIDNO:77的W285Y,R320E和R326E,或另一个APOBEC脱氨酶中的一个或多个相应突变。
62.权利要求1-54中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是激活诱导的脱氨酶(AID)。
63.权利要求1-54中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶域是来自海七鳃鳗(Petromyzonmarinus)的胞苷脱氨酶1(pmCDA1)。
64.权利要求46-63中任一项的融合蛋白,其中所述napDNAbp包含Cas9域。
65.权利要求64的融合蛋白,其中所述Cas9域包含与SEQIDNO:4-26中任一项至少85%相同的氨基酸序列。
66.权利要求64或65的融合蛋白,其中所述Cas9域包含SEQIDNO:4-26中任一项的氨基酸序列。
67.权利要求64的融合蛋白,其中所述Cas9域是Cas9切口酶(nCas9)。
68.权利要求67的融合蛋白,其中所述Cas9切口酶(nCas9)包含与SEQIDNO:10、13、16或21至少85%相同的氨基酸序列。
69.权利要求67或68的融合蛋白,其中所述nCas9包含SEQIDNO:10、13、16或21的氨基酸序列。
70.权利要求64的融合蛋白,其中所述Cas9域是无核酸酶活性的Cas9(dCas9)。
71.权利要求70的融合蛋白,其中所述无核酸酶活性的Cas9(dCas9)包含与SEQIDNO:7、8、9或22至少85%相同的氨基酸序列。
72.权利要求70或71的融合蛋白,其中所述无核酸酶活性的Cas9(dCas9)包含SEQIDNO:7、8、9或22的氨基酸序列。
73.权利要求46-72中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白包含以下结构:
[胞苷脱氨酶]-[napDNAbp]-[NAP],其中“]-[”的每个情况包含任选的接头。
74.权利要求46-73中任一项的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶和所述napDNAbp是经由接头融合的。
75.权利要求74的融合蛋白,其中所述胞苷脱氨酶和所述napDNAbp是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
76.权利要求46-75中任一项的融合蛋白,其中所述napDNAbp和所述NAP是经由接头融合的。
77.权利要求76的融合蛋白,其中所述napDNAbp和所述NAP是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
78.融合蛋白,其包含(i)核酸可编程DNA结合蛋白(napDNAbp),和(ii)碱基切除酶(BEE)。
79.权利要求78的融合蛋白,其中所述碱基切除酶是胞嘧啶(C)或胸腺嘧啶(T)碱基切除酶。
80.权利要求78或79的融合蛋白,其中所述碱基切除酶是胞嘧啶(C)碱基切除酶。
81.权利要求79或80的融合蛋白,其中所述碱基切除酶包含与SEQIDNO:48至少85%相同的氨基酸序列,并且在SEQIDNO:48的氨基酸残基156处包含A。
82.权利要求80或81的融合蛋白,其中所述碱基切除酶包含SEQIDNO:65的氨基酸序列。
83.权利要求78或79的融合蛋白,其中所述碱基切除酶是胸腺嘧啶(T)碱基切除酶。
84.权利要求83的融合蛋白,其中所述碱基切除酶包含与SEQIDNO:48至少85%相同的氨基酸序列,并且在SEQIDNO:48的氨基酸残基213处包含D。
85.权利要求B6或B7的融合蛋白,其中所述碱基切除酶包含SEQIDNO:66的氨基酸序列。
86.权利要求78-85中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白包含以下结构:
[napDNAbp]-[BEE]或[BEE]-[napDNAbp],其中“]-[”的每个情况包含任选的接头。
87.权利要求78-86中任一项的融合蛋白,其中所述BEE和napDNAbp是经由接头融合的。
88.权利要求86或87的融合蛋白,其中所述BEE和所述napDNAbp是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
89.权利要求78-88中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白进一步包含(iii)核酸聚合酶(NAP)域。
90.权利要求89的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是真核核酸聚合酶域。
91.权利要求89或90的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是DNA聚合酶域。
92.权利要求89-91中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域具有跨损伤聚合酶活性。
93.权利要求89-92中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域是跨损伤DNA聚合酶。
94.权利要求89-93中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域来自Rev7、Rev1复合物、聚合酶iota、聚合酶kappa和聚合酶eta.。
95.权利要求89-94中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域选自真核聚合酶的组,所述组由alpha、beta、gamma、delta、epsilon、gamma、eta、iota、kappa、lambda、mu、和nu组成。
96.权利要求89-95中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含与SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列至少80%、85%、90%、95%、98%或99%相同的氨基酸序列。
97.权利要求89-96中任一项的融合蛋白,其中所述核酸聚合酶域包含SEQIDNO:54-64中任一项的氨基酸序列。
98.权利要求89-97中任一项的融合蛋白,其中所述融合蛋白包含以下结构:
[napDNAbp]-[BEE]-[NAP];
[napDNAbp]-[NAP]-[BEE];
[NAP]-[napDNAbp]-[BEE];
[NAP]-[BEE]-[napDNAbp];
[BEE]-[napDNAbp]-[NAP];或
[BEE]-[NAP]-[napDNAbp]
其中“]-[”的每个情况包括任选的接头。
99.权利要求89-98中任一项的融合蛋白,其中所述NAP和所述BEE是经由接头融合的。
100.权利要求99的融合蛋白,其中所述NAP和所述BEE是经由包含SEQIDNO:102-109中任一项的氨基酸序列的接头融合的。
101.权利要求89-100中任一项的融合...
【专利技术属性】
技术研发人员:DR刘,LW科布兰,
申请(专利权)人:哈佛大学的校长及成员们,
类型:发明
国别省市:美国;US
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