[发明专利]通过移码位点上游调控因子来控制核糖体阅读框改变效率以调控真核基因表达

说明书

技术领域

本发明关于一种通过标靶移码位点上游调控因子，以调控真核基因表达的方法。更特别地，本发明关于一种通过控制位于程序性核糖体移码(PRF，programmedribosomalframeshifting)位点上游的双螺旋结构形成，来调控真核基因表达的方法。

背景技术

自然界已发现，动态的RNA构型交替转变可以调控具有RNA-依赖性的细胞功能。此调控作用通过在RNA所介导的特定功能性平台内，调控特别的RNA结构形成来达成(Dethoff,E.A.etal.,Nature482,322-330,2012)。已知原核细胞会利用核糖开关(Riboswitch，一种对代谢物产生感应的RNA分子)，来调控用于回应养分变化的特殊基因表达的转录终止或翻译启动(Henkin,T.M.Genes&Dev.22,3383-3390,2008；Mandal,M.&Breaker,R.R.NatureRev.Mol.CellBiol.5,451-463,2004)。

过去已有许多找寻一种能够在原核及真核细胞系统中，引发由核糖开关介导的基因表达的化学结构的尝试(Deigan,K.E.等人，Acc.Chem.Res.44,1329-1338,2011)。然而在哺乳类细胞中核糖开关应用方面的成功案例则很有限，这可能与哺乳动物系统使用与原核细胞不同的机制来终止转录作用，及启动翻译作用有关。此外在真菌与植物中所发现由TPP核糖开关执行的另类剪接(splicing)调节作用(Cheah,M.T.etal.,Nature447,497-500,2007)，也暗示其他由RNA介导的基因表达平台，或可提供较佳用于建构成功的真核细胞核糖开关的架构。

-1程序性核糖体移码(PRF)会促使翻译延长阶段中的核糖体往mRNA的5’端-方向位移一个核苷酸，导致在解码时产生一个-1阅读框改变。有效的-1PRF需要一段滑动序列(即，发生框架位移之处)，以及置于其下游的刺激子结构(通常是一种假结结构)。反之，+1PRF会促使翻译延长阶段中的核糖体往mRNA的3’端-方向位移一个核苷酸，导致在解码时产生一个+1阅读框改变(Farabaugh,P.J.,Microbiol.Rev.60,103-134,1996)。

最近的结果显示，原核细胞来源的经改造的代谢物-感应性RNA假结，在网状红血球细胞溶解产物中可以具有配体-特异性的-1程序性核糖体移码(-1PRF)的活性。虽然这些成功的例子，暗示调节翻译阅读框改变可作为一种运用于改造哺乳类细胞核糖开关的表达平台，但其一般应用则仍因为难以鉴定出专一的配体-感应性的-1PRF假结而受到阻碍(Chou,M.Y.等人RNA16,1236-1244,2010；Yu,C.H.等人ACSChem.Biol.8,733-740,2013)。

-1PRF对于数种人类病毒病原能在宿主内有效进行复制而言是相当重要的，且已被认为是一种抗病毒标靶(Hung,M.等人J.Virol.72,4819-4824,1998)。通过可阻断-1PRF刺激子功能性的配体作用来抑制病毒的-1PRF，病毒的移码位点下游-1PRF刺激子结构因此可作为一种有效的药物标靶。所述的配体可为能与该刺激子结构专一结合的有机分子(Park.S.-J.etal,J.Am.Chem.Soc.133,10094-10100,2011)，或是可破坏该刺激子结构的反义序列(Ahn,D.-G.etal,AntiviralRes.91,1-10,2011)。使用反义序列来靶定下游刺激子结构的可能缺点在于，mRNA与反义序列之间所形成的双螺旋结构，当被放置于移码位点的下游时，本身会刺激-1PRF(Olsthoorn,R.C.L.等人,RNA10,1702-1703,2004；Howard,M.T.etal.RNA10,1653-1661,2004)。我们先前的研究已显示，位于-1PRF滑动点上游的发夹结构可以减弱-1PRF效率。而减弱效率由发夹结构安定性及其与滑动点的距离来决定。此外，当发夹结构置于+1移码位点的上游时，也能够刺激酵母菌的+1PRF，表示位于移码位点上游近端的安定发夹结构确实也是一种核糖体阅读框改变的调节子(Cho,C.P.等人,PLoSONE8,e62283,2013)。