腺苷脱氨酶、碱基编辑器融合蛋白、碱基编辑器系统及用途技术方案

本发明专利技术公开了一种腺苷脱氨酶、碱基编辑器融合蛋白、碱基编辑器系统及用途。本发明专利技术提供了一种腺苷脱氨酶，其包含以下序列中的一种或多种：(i)如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列；(ii)与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列具有至少80％同一性的氨基酸序列；(iii)在SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中添加、取代、缺失或插入1个或多个氨基酸残基的氨基酸序列等。本发明专利技术提供的腺苷脱氨酶，在构成碱基编辑器及用于碱基编辑器系统时，具有优异的编辑效率以及极窄的编辑窗口，促进了疾病的靶向治疗、以及在精准治疗中的应用。中的应用。中的应用。

【技术实现步骤摘要】
腺苷脱氨酶、碱基编辑器融合蛋白、碱基编辑器系统及用途


[0001]本专利技术属于生物
，更具体地，本专利技术涉及腺苷脱氨酶、碱基编辑器融合蛋白、碱基编辑器系统及用途。

技术介绍

[0002]如何精准、高效地对基因组进行修饰是生命科学领域研究的重要目标，而CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)/Cas9介导的基因编辑技术成为实现该目标的最强工具。传统的CRISPR/Cas9技术通过在靶点处产生DNA双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)，从而诱发细胞内的同源重组(Homologous Recombination,HR)和非同源末端连接(Non
‑
Homologous End Joining,NHEJ)修复途径，进而实现对基因组DNA的定点敲除、替换、插入等修饰。然而，DSB引发的DNA修复很难实现高效稳定的单碱基突变。
[0003]单核苷酸变异会导致大约2/3人类遗传病的发生，也是许多动植物重要性状变异的遗传基础，因此开发一种精准且能够高效实现单碱基替换的技术尤为重要，David R.Liu实验室开发的碱基编辑器就是为此而生的。David R.Liu实验室开发了三种不同的碱基编辑器，分别是胞嘧啶碱基编辑器(Cytosine Base Editor,CBE)、腺嘌呤碱基编辑器(Adenine Base Editor,ABE)和先导编辑器(Prime Editor)，这些碱基编辑器在工作时不依赖DSB的产生，也不需要供体DNA的参与。
[0004]以腺苷脱氨酶为基础的腺嘌呤碱基编辑技术主要是利用由切口酶Cas9n(D10A)或dCas9结合腺苷脱氨酶组成融合蛋白，在sgRNA的引导下，将位于碱基编辑活性窗口内的靶碱基腺嘌呤A脱氨形成次黄嘌呤I，再经DNA修复和复制后逐渐被替换为G，最终形成A向G的定向替换(A至G)。
[0005]但是目前的碱基编辑器存在位点依赖性的编辑效率的差异，并且编辑窗口较宽导致非必要的编辑，因此对现有碱基编辑器的改造十分必要。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]本专利技术的目的在于克服上述缺点，提供了一种新的腺苷脱氨酶，以及包含该腺苷脱氨酶的碱基编辑器融合蛋白、碱基编辑器系统，以提高A
·
T到G
·
C的编辑效率并提高碱基编辑的精确性(缩小编辑窗口)。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]在本专利技术的一些方面，提供了一种腺苷脱氨酶，其包含以下序列中的一种或多种：
[0010](i)如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列；
[0011](ii)与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列具有至少80％、82％、85％、87％、90％、92％、95％、96％、97％、98％或99％同一性的氨基酸序列，并且其保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性；
[0012](iii)在SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中添加、取代、缺失或插入1个或多个氨基酸残基的氨基酸序列，并且其保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性；或者，
[0013](iv)由核苷酸序列编码的氨基酸序列，所述核苷酸序列与编码如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的多核苷酸序列在严格条件下杂交，并且所述氨基酸序列保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性，所述严格条件是中等严格条件，中
‑
高严格条件，高严格条件或非常高严格条件。
[0014]在一些实施方案中，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：
[0015]S15、D16、H17、F19、N20、D21、E22、Y23、W24、R26、H27、L29、K33、R34、A35、V41、V43、L47、L49、N59、A61、I62、A69、E72、G80、L81、V82、L83、Q84、N85、Y86、I89、D90、A91、T92、V95、F97、I112、S113、R114、L115、F117、V119、R120、N121、K123、R124、N132、V133、L134、N135、P137、G138和M139。
[0016]在另一些实施方案中，所述的取代为在如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：
[0017]K19、A20、R21、E22、V33、L34、D35、D36、A46、I47、T48、L49、V80、T81、F82、E83、P84、I97、K98、R99、G103、V104、S105、N106、S107、K108、R109、G110、L116、N117、V118、L119、N120、Y121、P122、G123、C144、Q145、F146、Y147、Q148、Q149、P150、R151、E152、V153、F154、N155。
[0018]在一些具体的实施方案中，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：S15T、D16E、H17K、F19Y、N20Q、E22D、Y23F、W24F、R26K、H27R、L29I、K33R、R34K、A35S、G80A、L81N、V82A、L83I、Q84N、N85S、Y86W、I89L、D90G、A91T、T92D、I112L、S113K、R114K、N132K、V133I、L134F、N135H、P137F、G138A和M139L。
[0019]在一些更具体的实施方案中，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点的组合发生的取代：
[0020](1)S15T、D16E、H17K、F19Y、N20Q；
[0021](2)E22D、Y23F、W24F、R26K、H27R、L29I；
[0022](3)K33R、R34K、A35S；
[0023](4)G80A、L81N、V82A、L83I、Q84N、N85S、Y86W；
[0024](5)I89L、D90G、A91T、T92D；
[0025](6)I112L、S113K、R114K；
[0026](7)N132K、V133I、L134F、N135H；和/或
[0027](8)P137F、G138A、M139L。
[0028]在本专利技术的一些方面，提供了一种碱基编辑器融合蛋白，其包含上述的腺苷脱氨酶，以及核酸可编程核苷酸结合结构域。
[0029]在一些实施方案中，所述核酸可编程核苷酸结合结构域为Cas蛋白或AGO蛋白。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腺苷脱氨酶，其包含以下序列中的一种或多种：(i)如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列；(ii)与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列具有至少80％、82％、85％、87％、90％、92％、95％、96％、97％、98％或99％同一性的氨基酸序列，并且其保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性；(iii)在SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列中添加、取代、缺失或插入1个或多个氨基酸残基的氨基酸序列，并且其保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性；或者，(iv)由核苷酸序列编码的氨基酸序列，所述核苷酸序列与编码如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的多核苷酸序列在严格条件下杂交，并且所述氨基酸序列保留如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的脱氨活性，所述严格条件是中等严格条件，中
‑
高严格条件，高严格条件或非常高严格条件。2.根据权利要求1所述的腺苷脱氨酶，其中，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：S15、D16、H17、F19、N20、D21、E22、Y23、W24、R26、H27、L29、K33、R34、A35、V41、V43、L47、L49、N59、A61、I62、A69、E72、G80、L81、V82、L83、Q84、N85、Y86、I89、D90、A91、T92、V95、F97、I112、S113、R114、L115、F117、V119、R120、N121、K123、R124、N132、V133、L134、N135、P137、G138和M139；和/或，所述的取代为在如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：K19、A20、R21、E22、V33、L34、D35、D36、A46、I47、T48、L49、V80、T81、F82、E83、P84、I97、K98、R99、G103、V104、S105、N106、S107、K108、R109、G110、L116、N117、V118、L119、N120、Y121、P122、G123、C144、Q145、F146、Y147、Q148、Q149、P150、R151、E152、V153、F154、N155。3.根据权利要求2所述的腺苷脱氨酶，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点中的一个或多个发生的取代：S15T、D16E、H17K、F19Y、N20Q、E22D、Y23F、W24F、R26K、H27R、L29I、K33R、R34K、A35S、G80A、L81N、V82A、L83I、Q84N、N85S、Y86W、I89L、D90G、A91T、T92D、I112L、S113K、R114K、N132K、V133I、L134F、N135H、P137F、G138A和M139L；优选地，所述的取代为在如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列的以下位点的组合发生的取代：(1)S15T、D16E、H17K、F19Y、N20Q；(2)E22D、Y23F、W24F、R26K、H27R、L29I；(3)K33R、R34K、A35S；(4)G80A、L81N、V82A、L83I、Q84N、N85S、Y86W；(5)I89L、D90G、A91T、T92D；(6)I112L、S113K、R114K；(7)N132K、V133I、L134F、N135H；和/或(8)P137F、G138A、M139L。4.一种碱基编辑器融合蛋白，其包含如权利要求1～3中任一项所述的腺苷脱氨酶，以及核酸可编程核苷酸结合结构域。
5.根据权利要求4所述的碱基编辑器融合蛋白，其中，所述核酸可编程核苷酸结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红玲，赖崇平，
申请(专利权)人：尧唐上海生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：