[发明专利]利用人工构建RNA编辑酶进行RNA定点编辑及相关应用

说明书

本发明提供了利用人工构建RNA编辑酶进行RNA定点编辑及相关应用。具体地，本发明提供了将用于结合RNA的RNA识别结构域(RNA recognition domain)和发挥功能的效用结构域(effector domain)融合，组成新的功能蛋白，其通过识别结构域特异性靶向目标RNA并利用效用结构域来进行RNA编辑。本发明可用于在RNA水平进行基因编辑，从而消除致病性RNA以纠正致病错误点突变；或者对表达的RNA分子进行编辑从而对基因功能进行特异性操控。

技术领域

本发明属于生物领域，具体地，本发明涉及利用人工构建RNA编辑酶进行RNA定点编辑及相关应用。

背景技术

DNA是生物体内最主要的遗传物质。目前，已知的人类疾病中很大一部分是由遗传突变导致的，单碱基突变是其中最大的一类。因此，开发一种方法来改变基因组中单个碱基的序列，高效、精准地修复致病单碱基突变对研究和治疗遗传病非常有意义。

目前的针对单碱基突变疾病的基因治疗策略，主要是通过在DNA或RNA水平直接修复或替代突变基因、而从治疗疾病的策略。主要方法有基于CRISPR技术的针对DNA的碱基编辑系统ABE和CBE，这些技术都能在一定程度上进行碱基编辑，但是也还存在很多不足：

(1)目前的CRISPR介导的碱基编辑系统精确度不足，进行单碱基编辑效率较低，普遍存在一个编辑窗口，在对靶位点进行编辑的时候，会引入额外的突变。

(2)CRISPR系统非常庞大，目前的基因导入技术很难一次性将整个CRISPR系统包裹在同一个体系里，进行递送，所以在治疗过程中存在低效的基因导入，编辑效率低。

(3)受转基因大小的限制，有些基因组位点很难转入。

(4)作为细菌蛋白的Cas蛋白引起的免疫应答和毒性。

(5)基因插入时产生的突变或整合时发生的一些意料外的事件。

尤其重要的是，由于基因组DNA的改变会伴随细胞一生，因而基因组DNA编辑的长期安全性担忧一直是个较大的问题。

因此，本领域技术人员急需开发一种能够有效地对基因进行编辑的方法，以便对单碱基突变疾病进行有效的基因治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效地对基因进行编辑的方法及其应用。

在本发明的第一方面，提供了一种RNA编辑酶，所述RNA编辑酶包括：

(a)RNA识别结构域，所述RNA识别结构域用于识别待编辑的RNA序列的RNA识别序列，并结合于所述的RNA识别序列；

(b)效用结构域，所述的效用结构域用于对待编辑的RNA序列进行核苷酸编辑；

其中，所述的RNA识别结构域与所述的效用结合域是可操作地连接的。

在另一优选例中，所述效用结构域选自下组：ADAR家族成员的脱氨基催化结构域、APOBEC家族成员的脱氨基催化结构域、RNA甲基化酶、RNA去甲基化酶、加尿嘧啶合成酶、或其组合。

在另一优选例中，所述的RNA识别结构域含有n个识别单元，所述的每个识别单元用于识别一个RNA碱基，其中n为5-30的正整数。

在另一优选例中，n为6-24，更佳地为8-20，例如，6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24。

在另一优选例中，每个识别单元为α-螺旋的重复序列，并且所述重复序列上特定位置的三个氨基酸来负责结合RNA碱基。

在另一优选例中，所述的n个识别单元是串联的，构成RNA碱基识别区。