[发明专利]一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra-RARE-1及其应用

说明书

本发明公开了一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra‑RARE‑1及其应用。本发明首次提供了一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra‑RARE‑1，来源于正红树基因组，其序列长度为6998bp。该逆转录转座子具有自主转录和转座能力，能够进行自主增殖，且该逆转录转座子活性较低，将该逆转录转座子转基因到其他真核基因组中，极大降低了常规逆转录转座子大量增殖导致的对基因组的有害影响，同时由于逆转录转座子特殊的转座机制，其新产生的拷贝可稳定地存在于基因组的插入位点，从而使得基因功能分析及分子育种过程中产生的特定性状得到稳定的维持；因此，该逆转录转座子在基因功能分析或分子育种中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域。更具体地，涉及一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra-RARE-1及其应用。

背景技术

转座子(transposon)是一段能在基因组中移动的DNA序列，现已发现其广泛存在于动植物基因组中。转座子的发现大多是因其插入到基因中或基因附近导致了基因表达改变从而产生了一定的表型差异；例如，最早发现的Ac/Ds转座子是因其对色素形成基因的插入打断导致玉米粒呈现紫色、黄色和紫色斑点三种表型；此外还有果蝇中的P element转座子，以及水稻中的mPing转座子等，这些转座子都是由于他们的插入突变导致表型的产生之后才被发现的。LTR逆转录转座子的转座以RNA为媒介，在逆转录酶的作用下反转录成DNA，最终插入到基因组的靶位点上。这种“复制-粘贴”的转座机制使其在垂直和水平遗传过程中可产生高度异质和数量巨大的子拷贝；同时，LTR逆转录转座子转座能引起基因内或者基因附近的稳定突变，该特性可应用于基因功能的研究及分子育种工作研究。

目前，可用作诱变工作的转座子十分稀少，但其应用十分广泛；例如，“睡美人”(Sleeping Beauty)转座子以及PiggyBac转座子被广泛用于人的培养细胞、小鼠胚系细胞等脊椎动物细胞中，作为基因转移、基因功能研究以及基因治疗等领域的基因工程工具；Ac/Ds转座子和P element转座子目前已分别开发为昆虫、植物转基因技术的常规工具转座子。

然而，随着基因编辑技术多样化的需求不断增加，由于目前已有的转座子的序列的特殊性，已不能完全满足科研需求及具体应用的需要。因此，亟需开发具有不同转座活性的转座子，用于产生可诱导的、大量稳定的遗传变异类型。此外，转座子的转座在产生大量的遗传多样性的同时，其作为一种内源的诱变因素，所产生的影响多数情况下对宿主本身仍是不利的，基因组中大部分的转座子并不具备转座的活性；这不仅由于转座子本身序列的突变导致其自身转座能力的丧失，还因为转座子通常受到来自宿主基因组表观遗传的调控，如DNA甲基化、组蛋白修饰、小RNA介导的转录前和转录后调控等。这些调控机制并非一成不变的，当响应不同的内、外环境条件，如病菌入侵、高温、高盐、寒冷等各类胁迫条件，机体对于转座子的控制程度一般会有所降低，部分转座子随之逃脱宿主的抑制，重新获得扩增、转座的能力；在此过程中，座子转座导致的一系列的遗传多样性又会使物种在进化过程中具有优势。因此，转座子与宿主基因组的冲突与协作是个动态演化的过程，一直是群体遗传学的重要课题。利用基因组学手段开发外源的转座子，转入新基因组(native genome)中，研究转座子与宿主基因组的冲突及双方相互作用的模式，对阐明生物维持基因组稳定性的进化机制、揭示基因组进化的普遍规律具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有转座子的缺陷和不足，提供一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra-RARE-1及其应用。

本发明的目的是提供一个具有自主转座活性的逆转录转座子Ra-RARE-1。

本发明另一目的是提供一种表达盒。

本发明又一目的是提供一种重组表达载体。

本发明再一目的是提供所述逆转录转座子Ra-RARE-1在基因功能分析或分子育种中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：