[发明专利]用于基因组编辑的核酸和方法

说明书

在某些实施方案中，本文提供了用于靶向基因编辑的核酸和组合物。

相关申请

本专利申请要求2017年1月6日提交的发明名称为“用于基因组编辑的核酸和方法”的美国临时专利申请No.62/443,515的权益，该申请以Ying Wu和Jiagang Zhao为发明人，并且将代理人案卷号指定为046432-0450783。

发明领域

本发明的实施方案涉及包含促进基因组编辑的合成核酸的组合物及其用途。

背景介绍

基因组编辑提供了强有力的工具和前所未有的机会，通过在活细胞或生物体的特定基因座处引入靶向性基因组序列变化来研究基因功能和对抗疾病。锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)和成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)相关(Cas)核酸酶是众多实验室成功和有效使用的核酸酶。最近，RNA向导的内切核酸酶(如Cas9和Cpf1)因其相对容易操作而更受欢迎。用户友好的CRISPR-Cas9非常有效地在人癌症细胞系(如293T细胞)中通过非同源末端连接(NHEJ)进行突变。它还可以介导同源重组(HR)，但在293T细胞中效率低得多(2-5％)，并且在其他生物学相关细胞(如人诱导多能干细胞(iPSC))中甚至更低。

最近，一个中国小组报道了通过在人细胞中使用带有向导DNA寡核苷酸的Natronobacterium gregoryi Argonaute(NgAgo)来实现基因组编辑是可行的(Gao F,etal.,(2016)Nat Biotechnol.34(7):768-73)。然而，到目前为止，多个实验室未能再现这种现象。有趣的是，通过在斑马鱼中使用NgAgo方法观察到眼缺陷(Qi J,et al.,(2016)CellRes.26(12):1349-1352)。然而，该表型很可能是由NgAgo介导的基因敲低效应引起的，并且在DNA水平上未观察到遗传修饰。

Argonaute是一个家族的内切核酸酶，其使用5'磷酸化的短单链核酸作为切割靶标的向导(Swarts DC,et al.,(2014)Nat.Struct.Mol.Biol.21(9):743-53&Swarts DC,etal.,(2014)Nature 507(7491):258-61)。与Cas9和Cpf1相似，Argonaute在基因表达抑制和宿主防御外来核酸方面发挥着关键作用。Cas9和Cpf1仅在原核生物中天然存在，但据报道Argonaute超家族的成员存在于许多物种中(从细菌到哺乳动物)。虽然大多数Argonaute与单链(ss)RNA相关并在RNA沉默中发挥核心作用，但一些Argonaute结合ssDNA并切割靶DNA(Swarts DC,et al.,(2015)Nucleic Acids Res.43(10):5120-9)。似乎DNA向导的Argonaute结合对序列或二级结构没有特定要求。Argonaute在活生物体的细菌域至古细菌域中保守。它们的主要功能很可能涉及DNA向导的DNA干扰宿主防御系统。

本文提出了新的修饰的Argonaute核酸及其用途。

发明概述

在一些方面，本文提供了一种包含第一核酸序列的核酸，所述第一核酸序列与SEQID NO：1的核酸序列具有大于75％相同性。在一些方面，本文提供了一种包含第一核酸序列的核酸，所述第一核酸序列与SEQ ID NO：1的核酸序列具有75％至100％相同性。

在一些方面，本文提供了包含第一核酸的核酸，所述第一核酸由SEQ ID NO：1的核酸序列的至少30个、至少50个、至少75个或至少100个连续核苷酸组成。

在一些方面，本文提供了包含长度为至少40个核苷酸的第一核酸序列的核酸，其中所述第一核酸与SEQ ID NO：1的核酸序列的一部分具有至少80％的相同性。

在一些实施方案中，第一核酸是合成核酸。在某些实施方案中，第一核酸不是天然存在的核酸。