[发明专利]嗜热性核酸酶用于降解核酸的用途

说明书

发明领域

本发明涉及使用异源嗜热性核酸酶在体内和/或在原位降解宿主细胞的核酸的方法，尤其是在宿主细胞包含重组DNA时。本发明在灭活生物量中的重组DNA的生物学活性中是有益的。重组DNA的生物活性的灭活帮助阻止活性重组DNA分子保留于从生物量分离的终产物中或生物量自身中。另外，重组DNA的生物学活性的灭活帮助阻止活性重组DNA分子被释放到环境中。

发明背景

为了获得生物化合物和精细化学品，日益采用生物技术生产过程。分子生物学技术的进展使极其多种生物化合物和精细化学品(如蛋白质、抗体、多糖、抗生素、氨基酸、维生素、醇等)的大量生产变得可能。经常，为了增加生产效率，将生成期望终产物的基因进行遗传修饰和/或导入异源生物体中。然后，期望终产物的生产在受到现代控制技术控制的发酵罐中发生。终产物是细胞自身，从细胞提取，或者在化合物存在于细胞培养液中时从其中收集(通过主动或被动分泌过程或细胞裂解)。

经常看到在发酵过程结束时生产的生物量含有期望的终产物，而且还有活性DNA分子。经常，活性DNA分子是重组DNA。若保持不处理，则重组DNA分子可以保留于分离的终产物中，并且也可释放到环境中。普通民众已经非常忧虑作物和食物产物中的残留重组DNA材料对人类健康的可能的不利影响。另外，关于重组DNA对环境的潜在影响的忧虑已经引起了大多数国家的当局和机构颁布法定要求和规则，要求在被释放到环境中前灭活从发酵过程生成的废物材料。

有几种灭活核酸的方式。例如，核酸可物理灭活，并且最常见通过加热灭活。美国专利No.5,417,862报告了一种通过在存在酸的情况下将DNA加热至60-100℃来灭活DNA的生物活性的方法。美国专利No.5,118,603中报告了一种通过热和酸的组合来降解DNA的类似方法。加热方法需要相当大量的能量，这在大规模发酵方法中增加了终产物的成本。此外，根据终产物的性质，严格的热(和/或酸性)条件对于所述产物的完整性和活性可为有害的。

也可通过其它物理手段灭活核酸。美国专利No.6,165,711报告了一种使用激光束分解生物活性蛋白质性材料中的核酸的方法。作为另一个例子，美国专利申请No.09/818,256(现在放弃)中报告了一种使用高强度脉冲多色光灭活微生物的方法。此方法需要使用并不断维持复杂的光产生装置，并且如此是成本密集的。光束不仅能分解核酸，而且还分解其它生物物质或活性化合物，这会使它们丧失其期望的特性。

也可通过酸或碱以化学方式灭活核酸。例如，在美国专利No.7,435,567中，报告了一种使用次氯酸诱导微生物中的核酸自身消化的方法。上文描述的美国专利No.5,417,862和5,118,603使用其它类型的酸来降解核酸。虽然这些方法引起核酸的破坏，但是酸和碱条件是严格的。严格条件可引起某些生物化合物(诸如蛋白质)的不想要的变性。使用的酸和碱的量可相对较大，这从工业生产观点看也使所述方法变得不利。

已经尝试了以酶法(如通过使用核酸酶)灭活生物体的核酸。美国专利申请No.13/127,825报告了一种用于降解与疫苗生产有关的宿主细胞核酸的方法，其中该方法包括通过将纯化的核酸酶添加到细胞培养物中降解核酸的步骤。在美国专利申请No.10/607,903中，报告了转基因细菌菌株的构建，该转基因细菌菌株以有效降解核酸的量表达异源核酸酶基因。虽然在体外添加核酸酶的方法(诸如美国专利申请No.13/127,825中报告的方法)引起核酸的破坏，但是由于需要大量核酸酶，成本较高，并且由于在体外添加时宿主细胞的细胞壁阻断核酸酶接近核酸，降解效率较低。转基因方法(诸如美国专利申请No.10/607,903中报告的方法)容许核酸酶与宿主细胞共表达，如此在体内接近宿主核酸。然而，在没有任何保护机制(诸如甲基化)的情况下在细胞中共表达核酸酶会显著使细胞应激，从而导致减弱的细胞生长和降低的终产物生成。

因此，本发明根本的问题是提供降解宿主细胞的核酸的划算方式，所述宿主细胞生成生物化合物和精细化学品，尤其以工业生产规模生成。本发明根本的别的问题是提供如下的方法，其中核酸降解方法是可控制的，并且不阻碍宿主细胞中的期望终产物的生产。根据本发明，所附权利要求书的主题解决了上述问题。

发明概述