[发明专利]一种靶向casc5基因的sgRNA及其应用

说明书

本发明提供了一种靶向casc5基因的sgRNA及其应用，所述靶向casc5基因的sgRNA包括SEQ ID No.1所示的核酸序列。本发明还提供了一种casc5基因编辑系统、一种重组细胞及其构建方法和一种小头症动物模型的构建方法，通过基因编辑及筛选，得到的敲除了casc5基因的突变纯合子斑马鱼具有典型的头部较小、发育迟缓的表型，与人类的casc5基因缺失导致的小头症疾病的症状吻合，并且在mRNA水平上检测不到casc5基因的表达，可以应用于小头症药物筛选及相关的研究中，应用价值极其广泛。

技术领域

本发明属于基因编辑技术领域，尤其涉及一种靶向casc5基因的sgRNA及其应用。

背景技术

小头症(microcephaly)是一种神经发育障碍(neurodevelopmental disorder)疾病，通常表现为患者的头部较小，常规判断标准是一个人的头围相对于与其年龄与性别相同的正常人头围的平均值小三个标准差以上。

小头症是比较罕见的新生儿缺陷，除了头部较小外，小头症婴儿常会伴随一系列其他疾病，包括癫痫、发育迟缓(如语言、坐、立及行走等)、智力障碍(如学习和活动能力较弱)、行动和平衡能力差、进食困难(如吞咽困难)、听力受损和视力受损等，还有研究显示小头症新生儿存在脑部皮质和皮质下组织萎缩和弥漫性脑组织钙化的症状。上述疾病的严重程度取决于头部畸形的情况，可轻可重且可持续终身，在某些情况下甚至可能危及生命。

多数小头症是由常染色体基因突变引起，目前已经发现了多个致病基因，包括mcph1、wdr62、cdk5rap2及casc5等。这些基因可以调控神经细胞的细胞周期，尽管不是有丝分裂所必须的，但是功能缺失后神经细胞增殖速度显著变慢。日本学者冈泽均曾利用基因治疗方法将Apc4基因转入小头症小鼠胚胎中，观察到了神经细胞的部分恢复，但是离临床应用还很远(H Ito,H Shiwaku et al,In utero gene therapy rescues microcephalycaused by Pqbp1-hypofunction in neural stem progenitor cells,MolecularPsychiatry(2015)20,459-471.)。

目前，针对小头症发生机理的研究极少，致病机理相关的研究如神经细胞的细胞周期如何被减缓、分子之间发生了哪些相互作用进而造成了神经细胞和颅骨畸形，几乎一无所知。因此，如何提供一种小头症动物模型，可以应用于小头症相关的研究中，已成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种靶向casc5基因的sgRNA及其应用，所述靶向casc5基因的sgRNA特异性好，脱靶率低，配合Cas9 mRNA，可以实现casc5基因的特异性敲除，突变效率高，基因型可稳定存在，应用价值高。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种靶向casc5基因的sgRNA，所述靶向casc5基因的sgRNA包括SEQ ID No.1所示的核酸序列。

SEQ ID No.1：GGACCTCTTACATCACTATC。

本发明中，所述sgRNA靶向casc5基因的第7号外显子，使编辑后的casc5基因发生移码突变，蛋白失去相应的生物学功能，从而实现casc5基因的敲除，相应的基因型可稳定存在。

第二方面，本发明提供了一种casc5基因编辑系统，所述casc5基因编辑系统包括第一方面所述的靶向casc5基因的sgRNA。

优选地，所述casc5基因编辑系统还包括Cas9。

优选地，所述Cas9包括Cas9核酸酶和/或Cas9 mRNA，优选为Cas9 mRNA。