[發明專利]果蠅生殖系統中高效的轉錄激活系統

有效

• 申請號: 201811312144.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109517840B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 朱麗霏;倪建泉;徐榮剛;毛德才;孫錦;賈豫
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;C12N15/113;C12N15/90;A01K67/033
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種轉錄激活系統及其在果蠅生殖系統中的應用。所述轉錄激活系統包括dCas9蛋白表達元件和sgRNA表達元件，所述dCas9蛋白表達元件上含有p?轉座酶啟動子、dCas9蛋白編碼序列、MCP蛋白編碼序列和轉錄激活因子編碼序列，所述轉錄激活因子編碼序列位于所述dCas9蛋白編碼序列的下游，所述MCP蛋白編碼序列位于所述dCas9蛋白編碼序列的下游；所述sgRNA表達元件上含有U6B啟動子、sgRNA插入位點和MCP蛋白識別序列。本發明提供的轉錄激活系統，能夠在果蠅生殖系統中激活基因的表達，且激活效率高。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及一種在生物體內高效調控基因表達的方法，尤其涉及一種在果蠅生殖系統中應用的轉錄激活系統。

背景技術

隨著人類等物種的基因組計劃的順利完成，將基因組的序列信息轉化為功能信息，破譯生命的密碼，對于全面理解人類的生長發育、疾病衰老等過程具有重要意義。果蠅作為與人類高度保守的一種模式生物，具有諸多優點，在果蠅中的研究成果也適用于人類中，并且能擺脫生命倫理的限制，因此成為生物醫學研究的理想模式生物。果蠅生殖系統中因具有高度保守，生殖干細胞等細胞數量和位置確定且易于標記，以及細胞間相互作用機制較為清楚等特點，而成為進行體內干細胞及生殖發育研究的理想模型。調控目的基因的表達是生命科學領域最為常見的技術手段，主要通過降低基因功能和增強基因功能。在果蠅生殖系統中，降低基因功能的技術手段已經較為成熟，主要包括轉基因干擾技術和CRISPR/Cas9基因編輯技術等，但增強基因表達的技術手段還較為有限，往往限制相關研究的深入開展。

現存的技術主要依賴于傳統的Gal4/UAS系統，通過表達由外源載體攜帶的目的基因編碼序列。這種方式雖然能在特定組織或器官中表達目的基因，但是目的基因的克隆步驟繁瑣，周期較長，不能模擬基因自身的表達模式而經常出現假陽性結果，并且不能同時過表達多個基因，無法實現基因組范圍內的大規模構建及篩選工作。而將現有的CRISPR/Cas9轉錄激活系統應用于生殖系統時，調控基因表達效率有限。因此，針對生殖系統中基因的激活和高效表達還需要進一步改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一，提高基因的轉錄激活效率。為此，本發明提供了一種轉錄激活系統，應用CRISPR/dCas9系統介導在果蠅的生殖系統中高效地激活目的基因，從而實現基因的調控，從而提高基因的轉錄激活的效率，尤其可以用來提高果蠅生殖系統中基因的轉錄激活的效率。

本發明的發明人在研究過程中發現：CRISPR/Cas9系統中Cas9蛋白的酶切活性位點突變后(變為dCas9)，如果在dCas9的C端融合適當的轉錄激活因子，那么在sgRNA的作用下，可以實現目的基因的原位轉錄激活。而結合生殖系統表達的特殊性，對CRISPR/Cas9 系統進行改造，能夠簡單快速高效的實現生殖系統中基因的轉錄激活和表達。

因此，本發明針對現有果蠅中生殖系統中增強基因表達方式的不足，構建了flySAMG 系統作為轉錄激活系統，能夠解決如下問題：1、果蠅生殖系統中基因過表達操作繁瑣的問題；2、果蠅生殖系統中不能同時激活多個基因的問題；3、現有系統生殖系統中激活基因效率低的問題；4、果蠅生殖系統中基因組范圍的轉錄激活品系的構建和篩選問題。

具體而言，本發明提供了如下技術方案：