[发明专利]用于特异性修复人HBB基因突变的碱基编辑系统、方法、试剂盒及其在人生殖系中的应用

说明书

本发明提供了一种用于在人生殖系内特异性修复人HBB基因突变的方法，包括：递送用于特异性修复人HBB基因突变的碱基编辑系统，使所述的碱基编辑系统与人HBB突变基因相关的序列接近，获得经过修复的人HBB基因，其中，所述的碱基编辑系统包含碱基编辑酶和gRNA，所述碱基编辑酶为融合蛋白，所述融合蛋白包括CRISPR/Cas系统的效应蛋白结构域、胞嘧啶脱氨酶结构域以及尿嘧啶DNA糖基化酶抑制剂结构域。将该基因编辑系统导入到人的生殖细胞、人的受精卵或人的胚胎中，可以对A＞G致病突变进行精确的修复，从而治愈β地中海贫血疾病，该技术在基因治疗领域，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及基因检测及基因修饰领域，涉及一种用于特异性修复人HBB基因突变的碱基编辑系统、方法、试剂盒及其在人生殖系中的应用。

背景技术

规律成簇间隔短回文重复系统(clustered regularly interspaced shortpalindromic repeat；CRISPR-associated，CRISPR-Cas) 是古菌和细菌的抵抗病毒和质粒侵染的重要免疫防御系统，用来抵抗外源遗传物质的入侵，比如噬菌体病毒和外源质粒。同时，它为细菌提供了获得性免疫：这与哺乳动物的获得性免疫类似，当细菌遭受病毒或者外源质粒入侵时，会产生相应的“记忆”，从而可以抵抗它们的再次入侵。CRISPR/Cas系统可以识别出外源DNA或RNA，并将它们切断，沉默外源基因的表达。正是由于这种精确的靶向功能，CRISPR/Cas系统被开发成一种高效的基因编辑工具。

CRISPR-Cas系统划分为两大类，第一大类CRISPR-Cas系统由多亚基组成的效应复合物发挥功能；第二大类是由单个效应蛋白(如Cas9，Cpfl，C2cl等)来发挥功能。其中，Cas9，Cpfl，C2cl均具有RNA介导的DNA核酸内切酶活性。目前， Cas9和Cpfl蛋白作为基因组编辑工具被广泛应用，克服了传统基因编辑技术步骤繁琐、耗时长、效率低等缺点，以其较少的成分、便捷的操作以及较高的效率满足了大多数领域的基因编辑需求，并有着潜在且巨大的临床应用价值。

在自然界中，CRISPR/Cas系统拥有多种类别，其中CRISPR/Cas9系统是研究最深入，应用最成熟的一种类别。 CRISPR-Cas9是一种具有核酸内切酶活性的复合体，识别特定的DNA序列，进行特定位点切割造成双链DNA断裂 (Double-strand breaks，DSB)，在没有模板的条件下，发生非同源重组末端连接(Non-homologous end joining，NHEJ)，造成移码突变(frameshift mutation)，导致基因敲除。CRISPR/Cas9是继“锌指核酸内切酶(ZFN)”、“类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)”之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。凭借着成本低廉，操作方便，效率高等优点，CRISPR/Cas9迅速风靡全球的实验室，成为了生物科研的有力帮手。