[发明专利]利用环形RNA进行蛋白翻译及其应用

说明书

本发明提供了一种利用环形RNA进行蛋白翻译及其应用，具体地，本发明提供一种环形RNA构建物，所述环形RNA构建物从5’‑3’方向具有式I所示的结构：TI‑Z1‑Z2 (I)，式中，TI为翻译起始元件；Z1为表达外源蛋白的表达盒；Z2为无或其他元件。本发明的环形RNA构建物在体内体外均可显著增强翻译效率。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地，涉及利用环形RNA进行蛋白翻译及其应用。

背景技术

蛋白质是生物体内最重要的生物大分子，其突变或者表达异常都会导致疾病发生。因而，通过蛋白质替代或者表达可以治疗相应的疾病。常见的蛋白质替代或者表达疗法包括基于核糖核酸(DNA)载体的递送系统、基于脱氧核糖核酸(RNA)载体的递送系统以及蛋白质递送系统。这些方法都需要通过信使RNA翻译产生蛋白质。在真核生物体内常见的翻译起始方式是帽依赖性翻译，其主要通过翻译起始因子识别信使RNA 5′端的特殊帽结构来起始翻译，该类翻译方式只存在于线性信使RNA中存在。此外，还存在着一类非帽依赖性的翻译起始，其主要通过特定蛋白因子与RNA元件间的互作启动翻译。这类翻译可以在线性或者环形RNA中起始翻译。常见的非帽依赖性翻译起始元件是病毒RNA中一些具有特定二级结构的元件，它们可以借用宿主细胞的翻译系统表达自己所需的蛋白质。例如，脑心肌炎病毒或者丙型肝炎病毒等RNA中含有的内部核糖体进入位点(Internal Ribosome Entry Site：IRES)元件。

环形RNA是一类不同于线性RNA的单链闭环RNA形式，因其结构特异性导致其不易被核酸外切酶降解，顾其相较于线性RNA更稳定。所以，通过环形RNA翻译表达蛋白具有更加持续长效的特点，是替代线性RNA翻译的一种重要手段。但因环状RNA的翻译只能利用非帽依赖性翻译的反式，如何设计并选择合适的非帽翻译起始元件是该应用的关键技术。一种常见的手段是利用病毒IRES启动环形RNA的翻译，但由于致病病毒RNA在宿主体内可能存在免疫排斥反应，同时病毒来源的RNA元件基本都含有复杂的RNA二级结构而且较长的序列，限制了基于病毒IRES的表达系统构建及后期的基因治疗应用。

因此，本领域迫切需要开发一种非病毒来源的非帽依赖性翻译起始元件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非病毒来源的非帽依赖性翻译起始元件。

本发明第一方面提供了一种环形RNA构建物，所述环形RNA构建物从5’-3’方向具有式I所示的结构：

TI-Z1-Z2 (I)

式中，

TI为翻译起始元件；

Z1为表达外源蛋白的表达盒；

Z2为无或其他元件；

并且，各“-”为键或核苷酸连接序列；

其中，TI元件的长度为6-30nt，较佳地，8-24nt，更佳地，10-20nt；

在TI元件中，A的含量≥35％，较佳地，≥45％，更佳地，≥60％；

在TI元件中，T的含量≥20％，较佳地，≥30％，更佳地，≥50％；

在TI元件中，A+T的含量≥65％，较佳地，≥80％，更佳地，≥90％；

在TI元件中，G的含量≤35％，较佳地，≤25％，更佳地，≤10％。

在另一优选例中，所述环形RNA构建物为环形信使RNA构建物。

在另一优选例中，所述TI元件中，A的含量为35-100％，较佳地，45-100％，更佳地，60-100％。

在另一优选例中，所述TI元件中，T的含量为20-100％，较佳地，30-100％，更佳地，50-100％。