[发明专利]靶向破坏SARS-CoV-2病毒基因组的gRNA及其应用

说明书

本发明涉及一种靶向破坏SARS‑CoV‑2病毒基因组的gRNA及其应用，属于基因编辑技术领域。该gRNA包括靶向结构域，所述靶向结构域的序列靶向所述SARS‑CoV‑2病毒基因组的S区域。本发明还提供用于治疗SARS‑CoV‑2病毒感染的gRNA表达载体、Crispr系统、和包含所述gRNA或编码其的核苷酸的组合物，以及它们的制药用途。本发明的gRNA靶向破坏SARS‑CoV‑2病毒基因组Spike区域，可用于治疗SARS‑CoV‑2病毒感染。

技术领域

本发明涉及基因编辑技术领域，特别是涉及一种靶向破坏SARS-CoV-2病毒基因组的gRNA及其应用。

背景技术

冠状病毒有多种类型，大多数类型仅感染动物，但有时会发生变异并感染人类。2019年底出现的新型冠状病毒——SARS-CoV-2，是一种变异的、可在人与人之间快速感染传播、并可导致严重呼吸系统疾病的病毒。该病毒当前在全球爆发，导致了超过2000万人感染，70万人死亡，并且增势仍未放缓。其传染性强、危害大，目前尚无可以治疗新型冠状病毒的特效药物和方法。尽管有研究者提出一些上市或者在研的抗病毒药物可能对新型冠状病毒有抑制作用，但还未被证明其有效性和安全性，需要进一步的临床研究。因此，开发新的治疗技术和药物成为了迫切需要。

SARS-CoV-2属于冠状病毒谱系B(Betacoronavirus Lineage B,Sarbecovirus)，其遗传物质为正链单股RNA，基因组长度约30000个核苷酸左右。SARS-CoV-2侵入宿主细胞的第一步是结合到细胞表面，其病毒包膜上的刺突蛋白(Spike protein)通过与细胞表面ACE2受体结合，介导病毒包膜与细胞膜的融合从而让病毒颗粒进入细胞。随后，病毒在细胞内进行复制以及再组装。如果能够有效破坏宿主细胞内病毒的RNA，就可以有效抑制病毒的复制和分泌，从而使病毒感染得到有效的控制。

2015年，研究者发现了一种新的CRISPR/Cas基因编辑系统，被称为Cas13系统，与之前发现的切割DNA的Cas9编辑系统不同，该Cas13系统可以在小RNA的指导下特异地识别并切割单链的RNA。2019年9月，有研究者利用该系统，成功地实现了体外培养细胞中三种RNA病毒(淋巴细胞病毒LCMV、甲类流行性感冒病毒IAV、水疱性口炎病毒VSV)的靶向切割，其有效性不亚于shRNA介导的RNA干扰作用。由于此前的研究已经证明Cas13系统具有非常低的脱靶风险，该研究提示，利用Cas13系统直接靶向宿主细胞内的病毒RNA将是一种安全高效的抗病毒策略。Cas13家族包含Cas13a(以前称为C2c2)、Cas13b、Cas13c和Cas13d等亚型。

目前仍未有用于SARS-CoV-2病毒感染的可行的Cas13d基因编辑疗法被发明出来。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种靶向破坏SARS-CoV-2病毒基因组的gRNA及其应用，该gRNA或编码其的核酸递送至细胞将可作为CRISPR系统识别靶序列的组分，包含该gRNA或编码其的核酸的Crispr-Cas13d系统可有效破坏SARS-CoV-2病毒基因组Spike区域，可用于治疗SARS-CoV-2病毒感染。

一种靶向破坏SARS-CoV-2病毒基因组的gRNA，所述gRNA包含靶向结构域，所述靶向结构域的序列靶向所述SARS-CoV-2病毒基因组的S区域。

上述gRNA，可有效破坏SARS-CoV-2病毒基因组Spike区域，实现细胞内高效破坏SARS-COV-2的病毒基因组，该gRNA或编码其的核酸的Crispr-Cas13d系统可用于治疗SARS-CoV-2病毒感染。

在其中一个实施例中，所述靶向结构域的序列选自：

1)SEQ ID NO:1～SEQ ID NO:7任一所示的基础序列；

2)与所述基础序列具有至少70％相似性的扩展序列。