[发明专利]新型Cas酶和系统以及应用

说明书

本发明属于核酸编辑领域，特别是规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)技术领域。具体而言，本发明提供了一种新型的Cas酶，其与已报道的Cas酶的同源性较低，可以在细胞内和细胞外表现出核酸酶的活性，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及基因编辑领域，特别是规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)技术领域。具体而言，本发明涉及一种新型的Cas效应蛋白，包含此类蛋白的融合蛋白，以及编码它们的核酸分子。

背景技术

CRISPR/Cas技术是一种被广泛使用的基因编辑技术，它通过RNA引导对基因组上的靶序列进行特异性结合并切割DNA产生双链断裂，利用生物非同源末端连接或同源重组进行定点基因编辑。

CRISPR/Cas9系统是最常用的II型CRISPR系统，它识别3’-NGG的PAM基序，对靶标序列进行平末端切割。CRISPR/Cas Type V系统是一类新发现的CRISPR系统，例如Cpf1,C2c1,CasX,CasY。然而目前存在的不同的CRISPR/Cas各有不同的优点和缺陷。例如Cas9,C2c1和CasX均需要两条RNA进行指导RNA，而Cpf1只需要一条指导RNA而且可以用来进行多重基因编辑。CasX具有980个氨基酸的大小，而常见的Cas9，C2c1，CasY和Cpf1通常大小在1300个氨基酸左右。

鉴于目前可获得的CRISPR/Cas系统都受限于一些缺陷，开发一种更稳健的、具有多方面良好性能的新型CRISPR/Cas系统对生物技术的发展具有重要意义。

发明内容

本申请的发明人经过大量实验和反复摸索，发现了一种新型核酸内切酶(Cas酶)。基于这一发现，本发明人开发了新的CRISPR/Cas系统以及基于该系统的基因编辑方法和核酸检测方法。

Cas效应蛋白

一方面，本发明提供了一种Cas蛋白，所述Cas蛋白是CRISPR/Cas系统中的效应蛋白，生物信息学分析显示，该蛋白是Cas12a(Cpf1)家族的蛋白。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白的氨基酸序列与SEQ ID NO：1相比具有至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、或至少99％的序列同一性，并且基本保留了SEQ ID NO:1的生物学功能。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白氨基酸序列与SEQ ID NO：1所示的序列相比具有一个或多个氨基酸的置换、缺失或添加(例如1个，2个，3个，4个，5个，6个，7个，8个，9个或10个氨基酸的置换、缺失或添加)。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白含有SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白为SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列。

在一个实施方式中，所述Cas蛋白是与具有SEQ ID NO：1所示的序列的蛋白质相同生物学功能的衍生化蛋白。

所述生物学功能包括但不限于，与指导RNA结合的活性、核酸内切酶活性、在指导RNA引导下与靶序列特定位点结合并切割的活性，包括但不限于Cis切割活性和Trans切割活性。

本发明还提供了一种融合蛋白，所述融合蛋白包括如上所述的Cas蛋白和其他的修饰部分。

在一个实施方式中，所述修饰部分选自另外的蛋白或多肽、可检测的标记或其任意组合。