[发明专利]一种紧凑型编辑工具EbCas12a在基因编辑中的应用

说明书

本发明公开了一种紧凑型编辑工具EbCas12a在基因编辑中的应用，属于生物医学领域。所述EbCas12a的氨基酸序列如SED ID NO.1或2所示。本发明首次在Erysipelotrichia bacterium菌株中鉴定出具有基因编辑效应的II类V型更小的CRISPR蛋白EbCas12a(1158AA)，比目前报道的具有基因编辑功能的Cas12a均要小；所述EbCas12a能够在crRNA的介导下定点对体外DNA和真核生物基因组进行基因编辑。EbCas12a的发现进一步扩大了基因编辑工具的种类，对基础科研和临床治疗具有十分重要的作用。

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种来自于Erysipelotrichia bacterium细菌中的II类V型CRISPR蛋白Cas12a(EbCas12a)在基因编辑中的应用。

背景技术

自2013年以来，基因编辑技术取得了突破性进展，此项技术已经在基础科学研究、医药、临床、生物技术等许多领域引起了新的变革。除了具有代表性的Cas9系统之外，Cas12，又名Cpf1，作为又一种被发现的具有基因编辑效应的CRISPR系统新成员，极大的扩大了基因编辑系统靶点的可编辑范围，相比于Cas9系统，Cas12a所具有的加工前体RNA的功能，为其介导多基因编辑提供了相比于Cas9系统更为便捷高效的编辑能力。除此之外，相比于Cas9的向导RNA，Cas12a的向导RNA组成更为简单，设计更为方便。

2015年，张峰团队首次发现了Cas9系统之外的另外一种具有基因编辑能力的新成员，Cas12a，又名Cpf1，将其划分到CRISPR系统2类V型中。相比于Cas9系统，Cas12a的编辑效率与Cas9的效率相当，在有些靶点低于Cas9。Cas12a的脱靶率极低，相比于Cas9脱靶率高的特性，Cas12a是一种安全的基因编辑工具。Cas12a在切割之后形成粘性末端，而Cas9形成平末端，已有研究表明，Cas12a切割之后的粘性末端相比于Cas9的平末端而言，更容易发生同源重组修复，这也为基因的定点插入和修复提供了更好的工具。在向导RNA的加工方面，Cas12a具有明显的优势，仅仅只需要Cas12a本身就能够完成对前体RNA的加工，而Cas9系统则需要RNaseIII的加工，这极大地促进Cas12a在多基因编辑上的应用。在PAM的识别上，Cas12a识别5’-TTTN-3’或5’-KYTV-3’，Cas9则识别5’-NGG-3’。

因此，Cas12a作为一种新型基因编辑工具，与Cas9系统一道，为科学研究和疾病的治疗提供了有力的工具。基于对目前已有的Cas12a的研究，为应对将来各种情况下的基因编辑事件，发现更小更紧凑的Cas12a系统是一件具有重要意义的事情。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种紧凑型Cas12a编辑工具EbCas12a在基因编辑中的应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种来自于Erysipelotrichia bacterium细菌中的II类V型CRISPR蛋白EbCas12a，其氨基酸序列如SED ID NO.1或2所示。其中，SED ID NO.2所示序列为EbCas12a在真核细胞中所用序列。

上述EbCas12a识别的PAM序列主要为TTTV，也能弱识别TCTA、TTCA或CTTA，所述V表示A、C、或G。

上述EbCas12a具有DNA切割能力，能够定点对体外DNA和体内基因组进行基因编辑。

上述EbCas12a在基因剪辑中的应用。所述的基因编辑包括体外基因编辑、原核生物基因编辑、真核生物基因编辑。在原核生物基因剪辑中，EbCas12a的氨基酸序列如SED IDNO.1所示；在真核生物基因剪辑中，EbCas12a的氨基酸序列如SED ID NO.2所示。

本发明所述蛋白EbCas12a的氨基酸序列如下：