[发明专利]新型的CRISPR酶和系统以及应用

说明书

本发明属于核酸编辑领域，特别是规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)技术领域。具体而言，本发明提供了一种新型的Cas酶，所述Cas酶为Cas‑sf0005，其与已报道的Cas酶的同源性较低，可以在细胞内和细胞外表现出核酸酶的活性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及基因编辑领域，特别是规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)技术领域。具体而言，本发明涉及一种新型的CRISPR酶（或者，称之为CRISPR蛋白、Cas效应蛋白、Cas酶或Cas蛋白），包含此类蛋白的融合蛋白，以及编码它们的核酸分子。本发明还涉及用于核酸编辑（例如，基因或基因组编辑）的复合物和组合物，其包含本发明的Cas蛋白或融合蛋白，或编码它们的核酸分子。

背景技术

CRISPR/Cas技术是一种被广泛使用的基因编辑技术，它通过RNA引导对基因组上的靶序列进行特异性结合并切割DNA产生双链断裂，利用生物非同源末端连接或同源重组进行定点基因编辑。

CRISPR/Cas9系统是最常用的II型CRISPR系统，它识别3’-NGG的PAM基序，对靶标序列进行平末端切割。CRISPR/Cas Type V系统是一类新发现的CRISPR系统，它具有5’-TTN的基序，对靶标序列进行粘性末端切割，例如Cpf1, C2c1, CasX, CasY。然而目前存在的不同的CRISPR/Cas各有不同的优点和缺陷。例如Cas9, C2c1和CasX均需要两条RNA进行指导RNA，而Cpf1只需要一条指导RNA而且可以用来进行多重基因编辑。CasX具有980个氨基酸的大小，而常见的Cas9，C2c1，CasY和Cpf1通常大小在1300个氨基酸左右。此外，Cas9，Cpf1，CasX，CasY的PAM序列都比较复杂多样，而C2c1识别严谨的5’-TTN，因此它的靶标位点比其他系统容易被预测从而降低了潜在的脱靶效应。

总之，鉴于目前可获得的CRISPR/Cas系统都受限于一些缺陷，开发一种更稳健的、具有多方面良好性能的新型CRISPR/Cas系统对生物技术的发展具有重要意义。

发明内容

本申请的发明人经过大量实验和反复摸索，出人意料地发现了一种新型核酸内切酶（Cas酶）。基于这一发现，本发明人开发了新的CRISPR/Cas系统以及基于该系统的基因编辑方法。

Cas效应蛋白

一方面，本发明提供了一种Cas蛋白，所述Cas蛋白是CRISPR/Cas系统中的效应蛋白，在本发明中，将其称为Cas-sf0005（氨基酸序列如SEQ ID No.1所示）。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白氨基酸序列与SEQ ID No.1相比具有至少80%、至少85%、至少90%、至少91%、至少92%、至少93%、至少94%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、或至少99%的序列同一性，并且基本保留了其源自的序列的生物学功能。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白氨基酸序列与SEQ ID No.1相比，具有一个或多个氨基酸的置换、缺失或添加的序列；并且基本保留了其源自的序列的生物学功能；所述一个或多个氨基酸的置换、缺失或添加包括1个，2个，3个，4个，5个，6个，7个，8个，9个或10个氨基酸的置换、缺失或添加。