[发明专利]用于DNA编辑的系统及其应用

说明书

本发明公开了用于DNA编辑的系统及其应用。本发明公开的用于DNA编辑的系统包括crRNA与tracrRNA，crRNA为式Ⅰ所示RNA：Nx‑ncrRNA(式Ⅰ)，Nx为间隔序列，ncrRNA为序列表中SEQ ID NO.1‑4所示的RNA，tracrRNA为序列表中SEQ ID NO.5‑8所示的RNA。本发明的用于DNA编辑的系统中的元件——crRNA与tracrRNA序列短，易于通过化学合成获得，有利于提升RNA的纯度和规模生产，并简化系统的制备与应用，可以用于编辑目的DNA。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，用于DNA编辑的系统及其应用。

背景技术

CRISPR–Cas系统是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御机制，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。根据功能元件的不同，CRISPR–Cas系统可以分为Ⅰ类系统、Ⅱ类系统和Ⅲ类系统。这三类系统又可以根据其编码Cas蛋白的基因不同而分为更多的亚类。Ⅰ类系统和Ⅲ类CRISPR–Cas系统只需要crRNA和Cas蛋白两种元件的参与，而Ⅱ类CRISPR–Cas系统包括crRNA、tracrRNA和Cas蛋白三种元件。

CRISPR/Cas9系统通过将入侵噬菌体和质粒DNA的片段整合到CRISPR中，并利用相应的CRISPR RNAs(crRNAs)来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。此系统的工作原理是crRNA(CRISPR-derived RNA)通过碱基配对与tracrRNA(trans-activating RNA)结合形成tracrRNA/crRNA复合物，此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的靶位点剪切双链DNA。

Cas9有两个关键的结构域：HNH和RuvC，它们分别切开DNA双链中的一条单链。产生DNA双链断裂(DSB)，细胞启动修复机制，细胞可通过非同源末端连接(NHEJ)这种不精确的修复方式产生基因定点突变，也可以通过同源重组(HR)方式修复实现精确的基因定点插入或基因替换。Cas9已经在细菌、人类细胞、斑马鱼和小鼠中成功进行基因组工程研究。

发明内容

本发明的目的是提供用于DNA编辑的CRISPR/Cas系统。

本发明首先提供了一种用于DNA编辑的系统，所述系统为CRISPR-Cas系统，包括甲或乙：

甲、下述N1)和N2)：

N1)名称为RNA-2的RNA或与所述RNA-2相关的生物材料；

N2)名称为RNA-1的RNA或与所述RNA-1相关的生物材料；

所述RNA-2为式Ⅰ所示RNA；

Nx-ncrRNA

式Ⅰ；

其中，Nx为CRISPR/Cas系统中的间隔序列(Spacer)；

所述ncrRNA为如下a1)至a4)中的任一种：

a1)序列表中SEQ ID NO.1所示的RNA；

a2)在a1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的RNA；

a3)与a1)或a2)限定的RNA具有85％以上的同一性的RNA；

a4)序列表中SEQ ID NO.1所示的RNA的修饰物；

与所述RNA-2相关的生物材料为下述A1)至A5)中的任一种：

A1)编码所述RNA-2的DNA分子；

A2)含有A1)所述DNA分子的表达盒；

A3)含有A1)所述DNA分子的重组载体、或含有A2)所述表达盒的重组载体；