[发明专利]一种Cpf1蛋白及基因编辑系统

说明书

本发明涉及一种Cpf1蛋白及基因编辑系统，其包含Cpf1蛋白或者编码所述Cpf1蛋白的一种或多种多核苷酸，以及CRISPR RNA或一种或多种编码该CRISPR RNA的多核苷酸；其中，所述Cpf1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，或与SEQ ID NO.1具有至少80％的同源性的序列。本发明通过对宏基因组生物信息学分析，挖掘出一种新的2型CRSIPR/Cas基因编辑系统，该基因编辑系统应用于编辑原核生物或真核生物基因，为基因编辑工具箱提供了新选择。本发明提供一种新的V型CRISPR/Cas12a基因编辑系统，该基因编辑系统具有新理化性质且可以识别多种不同的PAM序列(TTNA)。

技术领域

本发明属于基因编辑技术领域，具体涉及一种Cpf1蛋白及基因编辑系统。

背景技术

基因编辑(gene editing)技术使得DNA序列定位点进行改造成为可能，比如第一代基因编辑工具锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)，第二代基因编辑工具类似转录激活的小型核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)都可以用于改造靶向基因组，但是这些方法设计困难，不易制作，成本昂贵且普适性不强。

CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列，Clustered Regularly InterspacedShort Palindromic Repeat)/Cas(CRISPR-associated protein)系统，是来自古生菌和细菌的天然免疫系统，为第三代基因编辑工具，其不同于以往基因编辑工具(蛋白质-DNA识别)，利用核酸碱基互补配对原理进行目标DNA序列的识别，引导Cas效应蛋白进行定点切割，适用性强、设计简单、成本低、效率高。Cas蛋白包含多种不同的效应结构域(domain)，在核酸识别、稳定复合物结构、水解DNA磷酸二酯键等不同的活动中发挥作用。其中，源自化脓链球菌(Streptococcus pyogene Cas9，SpCas9)的II型CRISPR/Cas系统因其切割效率高，成为现下应用最为广泛的CRISPR/Cas系统。这一系统通过识别并切割靶向的多核苷酸上的原间隔序列临近模块(Protospacer Adjacent Motif,PAM)序列，即“NGG”，从而留下一个平末端突出端并且影响基因编辑。近年来被归为V型的包含Cpf1的II型CRISPR也逐渐被广泛地应用于基因编辑领域，与Cas9核酸内切酶不同的是，Cpf1蛋白的切割只需要单条RNA引导，此功能可以简化基因编辑工具的设计与使用。同时，Cpf1这一系统通过识别富含T的PAM并且在其靶向DNA序列留下粘性末端从而产生基因编辑的效果，Cpf1家族蛋白识别PAM的T/C偏好性扩展了CRISPR靶向编辑核酸的范围。

在庞大以及各色各样的宏基因组中，隐藏了尚未培养甚至尚未发现的微生物，可能存在大量的未被发现的CRISPR/Cas系统，这些系统在原核生物和真核生物，以及在体外环境中的活性也需要得到证实。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的基因编辑系统以丰富现有的基因编辑工具家族。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种Cpf1蛋白，所述Cpf1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，或与其具有至少80％的同源性。

优选地，所述的Cpf1蛋白的氨基酸序列与SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列具有至少85％的同源性，优选具有至少90％的同源性，进一步优选具有至少95％的同源性，再优选至少具有96％、97％、98％、99％的同源性。

优选地，所述Cpf1蛋白包含以下位置处的一个或多个突变型氨基酸残基：位置117、150、267、281、538、593、776。