[發明專利]RNA信號連接器、靶mRNA翻譯調控方法、邏輯門及應用

有效

• 申請號: 201810370227.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108753818B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 劉宇辰;陳志聰;蔡志明
• 申請（專利權）人: 深圳市第二人民醫院
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;C12N15/11
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 羅瑤;彭家恩

本申請提供一種RNA信號連接器。該RNA信號連接器為一段寡核苷酸序列，包括適體結構域和反義結構域，任選包括核酸開關，該反義結構域與靶mRNA序列互補，該適體結構域與作為輸入信號的配體結合。該RNA信號連接器可用于調控細胞中的靶mRNA的翻譯。該RNA信號連接器還可以用于構建生物邏輯門，建立輸入和輸出信號之間的聯系，在重新連接細胞信號通路并創建反饋回路、沉默存活基因的表達并抑制癌細胞的生長以及將致癌信號轉化為抑癌信號等方面具有潛在的應用。

技術領域

本發明涉及基因工程和分子生物學領域，尤其涉及RNA信號連接器、靶mRNA翻譯調控方法、邏輯門及其應用。

背景技術

感受胞外信號后調節相關基因表達是細胞的基本功能。細胞通過天然的信號網絡實現復雜的生理功能，如細胞存活、行為及識別。近年來合成生物學發展迅速，而其重要目標之一就是在治療及生物技術應用層面上重塑細胞信號網絡。合成元件被廣泛應用到構建各種新穎的基因調控線路中，例如遺傳開關、數字化邏輯線路、人工信號通路及反饋回路。近期，本發明人構造了一類全新的基因調控裝置——“CRISPR信號傳導器”(參見本發明人的中國專利申請CN 106318973A，名稱“一種基于CRISPR-Cas9的基因調控裝置及基因調控方法”)，其可感測和響應指定的細胞信號，并通CRISPR干擾或激活調節特定內源基因轉錄。該裝置的作用是整合任何指定生物分子的相關信息和重塑細胞不同表型。

然而，與既往報道的遺傳裝置一樣，該系統仍需要轉入編碼大蛋白(如dCas9)的外源性基因，這進一步增加了系統的復雜性。從應用的觀點來看，使用精簡的RNA裝置或許比使用含有編碼大蛋白裝置更加符合轉基因遞送技術的要求。

發明內容

本發明的目的是提供結構簡單而又有效的遺傳裝置及其應用。

因此，在第一方面，本發明提供一種RNA信號連接器，該RNA信號連接器為一段寡核苷酸序列，包括一個反義結構域和兩個拷貝的適體結構域，該反義結構域與第一拷貝的適體結構域連接，第一拷貝的適體結構域通過一個接頭序列與第二拷貝的適體結構域連接，該反義結構域與靶mRNA序列互補，該適體結構域與作為輸入信號的配體結合。

具體地，該反義結構域與該靶mRNA的5’-UTR或編碼序列互補。

在一些實施方案中，該配體為茶堿、四環素、β-連環蛋白、VEGF、OPN或NF-kB，該適體結構域相應地為茶堿、四環素、β-連環蛋白、VEGF、OPN或NF-kB適體結構域。

進一步地，本發明提供一種RNA信號連接器，該RNA信號連接器為一段寡核苷酸序列，包括一個反義結構域和兩個拷貝的適體結構域，還包括一個核酸開關，該反義結構域與該核酸開關連接，該核酸開關再通過第一接頭序列與第一拷貝的適體結構域連接，第一拷貝的適體結構域通過第二接頭序列與第二拷貝的適體結構域連接，該反義結構域與靶mRNA序列互補，該適體結構域與作為輸入信號的配體結合。

在一些實施方案中，該配體為茶堿、四環素、β-連環蛋白、VEGF、OPN或NF-kB，該核酸開關相應地為茶堿、四環素、β-連環蛋白、VEGF、OPN或NF-kB核酸開關，該適體結構域為eIF4G適體結構域。

在具體的實施方案中，前述的RNA信號連接器的cDNA如下表1-17和序列表SEQ IDNO:1-40中的任一序列所示。下表中的序列代號與序列表的序列號對應，例如序列代號R1對應于序列號SEQ ID NO:1，以此類推。

表1.茶堿誘導的靶向并抑制海腎熒光素酶mRNA翻譯的信號連接器的cDNA序列。每個序列由一個互補序列(粗體所示)、兩個拷貝的茶堿適體和一個接頭序列(下劃線所示)組成。

表2.四環素誘導的靶向并抑制海腎熒光素酶mRNA翻譯的信號連接器的cDNA序列。每個序列由一個互補序列(粗體所示)、兩個拷貝的四環素適體和一個接頭序列(下劃線所示)組成。