[发明专利]Cas13蛋白、CRISPR-Cas系统及其应用

说明书

本发明涉及Cas13蛋白、CRISPR‑Cas系统及其应用，属于生物技术领域。本发明提供了一种Cas13蛋白，所述Cas13蛋白的氨基酸序列如SEQ IDNO.1～SEQ ID NO.10所示，分别命名为Cas13a_2、Cas13b_1、Cas13b_2、Cas13d_2、Cas13T_1、Cas13T_4、Cas13T_5、Cas13T_6、Cas13T_7、Cas13T_8；这10个Cas13蛋白与已经报道的Cas13蛋白同源性较低，并表现出RNA核酸酶活性，因此，这10个Cas13蛋白均在基因编辑中极具应用前景。

技术领域

本发明涉及Cas13蛋白、CRISPR-Cas系统及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)系统是细菌和古细菌为了防御入侵噬菌体的DNA而形成的。CRISPR系统包括2个家族，1类系统进一步分为I型、III型和IV型，2类系统分为II型、V型和VI型。这6种系统类型又细分为19种亚型。许多原核生物包含多个CRISPR-Cas系统，这表明它们是兼容的并且可能共享组件。

CRISPR/Cas13系统是能够靶向RNA进行切割的CRISPR系统，该系统由Cas13蛋白和CRISPR RNA(向导RNA)组装形成一个由向导RNA引导的RNA靶向效应复合物。目前，Cas13家族共鉴定出四种亚型，包括Cas13a、Cas13b、Cas13c和Cas13d。

相对于RNAi技术和CRISPRi技术，CRISPR/Cas13系统能够实现更高的RNA降解，同时脱靶可能性更低。但是，目前已经发现的Cas13蛋白还存在如体积大、具有非特异性RNA酶活等的缺陷，这些缺陷会影响CRISPR/Cas13系统对靶RNA的编辑性能。不同微生物来源的CRISPR/Cas13系统显示出功能和结构上的多样性。因此，还需要继续挖掘更多Cas13蛋白以构建性能更优的CRISPR/Cas13系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种Cas13蛋白，所述Cas13蛋白为如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)包含如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9或SEQ ID NO.10所示的氨基酸序列的蛋白质；

(b)在(a)限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且基本保留了其源自的序列的生物学功能的蛋白质。

在本发明的一种实施方式中，所述(a)为由SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ IDNO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9或SEQ ID NO.10所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

在本发明的一种实施方式中，(b)中，所述蛋白质的氨基酸序列与(a)相比，具有至少85％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。

在本发明的一种实施方式中，(b)中，所述蛋白质的氨基酸序列与(a)相比，具有至少95％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。

本领域技术人员熟知，Cas13蛋白可以出现氨基酸变化，例如取代、缺失或添加，产生的Cas13蛋白能够保持其功能或活性。

所述的“取代”指在氨基酸序列中的某个位置的某个氨基酸残基被其他氨基酸残基替代；其中，“取代”可以是保守氨基酸取代。