[發明專利]靶向新型冠狀病毒棘突的基因、試劑盒、篩選方法及應用

有效

• 申請號: 202011073334.3
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112159817B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 康春生;王琳;周俊虎;王琦雪;王蘊非
• 申請（專利權）人: 天津醫科大學總醫院
• 主分類號: C12N15/50
• 分類號: C12N15/50;C12N15/867;C12N9/22;C12N15/113;C07K14/165;C40B40/06;C40B50/06;A61K31/7088;A61P31/14
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 趙岷

本發明公開一種靶向新型冠狀病毒棘突的基因、試劑盒、篩選方法及應用，涉及基因工程技術領域。用于靶向新型冠狀病毒SARS?CoV?2棘突的基因的RNA序列為SEQ ID NO：6。對抗SARS?CoV?2感染的特異性治療試劑盒包含所述的基因。本發明分篩選出降解S效率最高的crRNA序列，從而達到有效降低細胞內病毒載量的目的。本發明巧妙地結合生物信息學模擬與生物學實驗，針對性設計的CRISPR?Cas13a系統能特異性識別并降解人肺泡上皮細胞內的S RNA。本發明所設計的crRNA有望在對抗SARS?CoV?2感染的特異性治療工具及藥物的開發中得到應用。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，尤其涉及一種靶向新型冠狀病毒棘突的基因、試劑盒、篩選方法及應用。

背景技術

目前，新型冠狀病毒SARS-CoV-2引起了冠狀病毒肺炎(COVID-19)的全球大流行，然而目前尚無針對SARS-CoV-2的特異性治療藥物。

洛匹那韋，利托那韋，瑞德西韋和氯喹等抗病毒藥物雖然在體外顯示出對SARS-CoV或SARS-CoV-2的抑制活性，但這些藥物對COVID-19患者的臨床結局無明顯益處。

而臨床證據不推薦使用皮質類固醇進行治療，因其獲益少且并發癥嚴重。恢復期血漿或免疫球蛋白具有潛在的治療能力，但其安全性和有效性仍需要通過大規模臨床試驗來驗證。

因此，迫切需要開發針對這種致命疾病的特異性和有效的治療手段。

Cas13a是一種RNA引導的CRISPR效應子，能靶向并切割單鏈RNA(ssRNA)，作為RNA病毒感染性疾病和惡性腫瘤的治療和診斷工具，引起了極大的關注。

CRISPR-Cas13a系統由兩個部分組成，包括靶向RNA的CRISPR-RNA(crRNA)和由crRNA引導的RNA酶Cas13a。

棘突(Spike,S)位于冠狀病毒的包膜上，它通過與宿主細胞表面受體相互作用而介導了冠狀病毒進入細胞的過程。鑒于S蛋白在中和抗體和保護性免疫反應的產生中發揮的關鍵作用，它已成為藥物設計的重要抗原表位。但是目前尚缺乏針對SARS-CoV-2 S的有效抗病毒技術。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有藥物無法特異性針對SARS-CoV-2關鍵結構棘突(S)的問題。

(2)現有技術沒有用于特異性識別并降解細胞中SARS-CoV-2 S的、結合生物信息學方法和基于CRISPR-Cas13a系統的RNA編輯技術，造成現有技術提供的藥物不能有效降低細胞內病毒載量。

解決以上問題及缺陷的難度為：

怎樣迅速找出SARS-CoV-2 S上的區別于SARS-CoV和MERS-CoV的S的特異性RNA片段，并快速和準確地設計和篩選出高效率靶向該特異性RNA片段的crRNA序列。

解決以上問題及缺陷的意義為：

高效靶向SARS-CoV-2關鍵結構性蛋白S的RNA的crRNA對于開發針對SARS-CoV-2的診斷和治療性工具都具有十分重要的價值。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本發明公開實施例提供了一種靶向新型冠狀病毒棘突的基因、試劑盒、篩選方法及應用。具體涉及一種基于CRISPR/Cas13a基因編輯系統的識別并降解新型冠狀病毒SARS-CoV-2棘突(S)的方法。

本發明為了解決現有藥物無法特異性針對SARS-CoV-2關鍵結構棘突(S)的問題，結合了生物信息學方法和基于CRISPR-Cas13a系統的RNA編輯技術，提出了一種基于CRISPR-Cas13a系統的識別并降解人細胞中SARS-CoV-2 S的技術。

所述技術方案如下：