[发明专利]拷贝选择性重组及其应用

说明书

相关申请

本申请涉及美国临时申请号：60/585,306，申请日2004年7月2日；美国临时申请号：60/587,580，申请日2004年7月13日；美国临时申请号：60/590,162，申请日2004年7月21日；和美国临时申请号：60/xxx,xxx，申请日2005年6月16日，其全部内容引入本文以供参考。

本申请所引用的所有参考文献，专利和公开专利申请的内容整体引入本文以供参考。

背景技术

尽管分子遗传学在知晓人类和动物疾病以及确定病原体基因特性方面的研究取得了显著的成就，但是预测或预知未来疾病和病原体毒力的规则仍然令人困惑。通常，细胞基因组中会导致疾病(或疾病易感性)的遗传改变，或毒力病原体的基因序列是事后采集、编目、然后用它们进行诊断，并确定合理的疗法。因此，对遗传疾病(或疾病易感性)患者基因组不稳定性后遗症和/或病原体的治疗性应答常是被动而非主动的。这对于治疗诸如病毒等病原体的人和动物应答来说尤其如此。

开发病毒疫苗对现代医学是特殊的挑战(参见如，Ault，A.(2004)Science，303：1280)。由于许多病原体尤其是病毒在持续进化，有效疫苗的开发通常是困难且不完美。期望病毒基因组未来分子演变的可靠预测能提高人类从预防和治疗方面战胜这些病原体的能力。

病毒是最小的寄生虫，而且完全依赖它们感染的细胞来繁殖。在那些感染人的病毒中，许多感染了宿主但不会产生明显的症状，而其它病毒(如流感)就会产生具有明显特征的症状。重要的是，虽然症状可以随着感染株的毒力而不同，但同样的病毒株会具有完全不同的取决于宿主健康和免疫应答的效果。

为了能了解人类和动物疾病，而且还能了解病原体如病毒的演变过程，需要更好的理解导致基因组不稳定性的分子事件。事实上，预测病原性基因组分子进化的能力将很可能提高对抗病原体制剂的设计。

发明概述

本发明至少部分是以下述发现为基础的：广泛多种生物体(包括真核细胞，原核细胞，和病毒)的基因组不稳定性是因最新鉴定的拷贝选择重组机制所致。到目前为止，随机突变，基因易位，和/或基因重排都被认为是最重要的病毒基因演变机制。事实上，直到最近才认为病毒演变主要是由于病毒基因组中微小突变的积累。但该机制仅解释了小部分病毒演变。

本文所描述的最新鉴定的机制可以导致细胞或生物体中两个或多个基因序列间的基因突变。因此，本文所公开的机制可以预测在多细胞生物体，真核细胞，原核细胞中，病原体和微生物尤其是病毒中发生的突变。

不受任何理论的束缚，本发明提供了在事先已有序列的重组或获得的基础上进行遗传进化的机制，这是通过基因拷贝重组(即本文所述拷贝选择性(copy-choice)重组)进行，而非通过基于诸如聚合酶校正错误、自发点突变等引入新生基因突变来进行。

这种遗传变化机制可以很容易地用来提供预测规则，通过该预测规则可以预测真核细胞，原核细胞，病原体，微生物，病毒等基因组中的遗传变化。相应地，在指定基因组中出现遗传改变的可能性使得能事先干预(如预测或预报)遗传疾病或不适，或病原体株如毒力株的出现，从而可以合理地设计治疗方法。

本发明的预测规则(predictive rule)，即拷贝选择性重组的预测规则包括，如1)预测在与文献记载的高等真核生物基因组序列中单倍体类似的序列段中有遗传改变，2)预测遗传改变通常包括高频核酸碱基转换，和/或3)预测来自亲本核酸序列的现有基因序列中有遗传改变。

在一个实施方案中，本发明的预测规则可通过预测疾病或不适的可能性，或受试者的药物基因组反应性来改善人或动物的健康。

在另一个实施方案中，本发明的预测规则可通过预测病原体，例如病毒毒力株出现的可能性，从而允许治疗性干预，例如，施用抗病原体制剂，如抗病毒剂和/或疫苗(如被动或主动疫苗)来改善人或动物的健康。

在另一个实施方案中，本发明提供了亲本病毒株与其突变的子代病毒株的比较，该比较用于定义和阐明对快速演变的选择性压力。对重组体的鉴定可用于鉴定遗传不稳定性，这种遗传不稳定性目前在世界上的许多病毒中都显而易见，如流感病毒。还可在检测到野生分离株之前，用亲本病毒产生重组体，并用所述重组体制备抵抗未来重组体的预防性疫苗，该未来重组体能给畜牧业和人类健康带来严重破坏。