JPWO2021076682A5 - - Google Patents

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  1. 改変されたLachnospiraceae bacterium CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)Cas12a(LbCas12a)ポリペプチドであって、
    前記改変されたLbCas12aポリペプチドは、配列番号1(LbCas12a)のアミノ酸配列と少なくとも80%同一性および配列番号1の位置ナンバリングに関して以下の位置:K116、K120、K121、D122、E125、およびY616の1つ以上における突然変異を有するアミノ酸配列を含み、
    任意選択で、配列番号1の位置ナンバリングに関して以下の位置:K116、K120、K121、D122、E125、T152、D156、E159、G532、D535、K538、D541、および/またはK595の1つ以上における突然変異を含んでよい、
    改変されたLbCas12aポリペプチド。
  2. 前記改変されたLbCas12aポリペプチドが、配列番号1の位置ナンバリングに関して、K116R、K116N、K120R、K120H、K120N、K120T、K120Y、K120Q、K121S、K121T、K121H、K121R、K121G、K121D、K121Q、D122R、D122K、D122H、D122E、D122N、E125R、E125K、E125Q、E125Y、T148H、T148S、T148A、T148C、T149A、T149C、T149S、T149G、T149H、T149P、T149F、T149N、T149D、T149V、T152R、T152K、T152W、T152Y、T152H、T152Q、T152E、T152L、T152F、D156R、D156K、D156Y、D156W、D156Q、D156H、D156I、D156V、D156L、D156E、E159K、E159R、E159H、E159Y、E159Q、Q529N、Q529T、Q529H、Q529A、Q529F、Q529G、Q529G、Q529S、Q529P、Q529W、Q529D、G532D、G532N、G532S、G532H、G532F、G532K、G532R、G532Q、G532A、G532L、G532C、D535N、D535H、D535V、D535T、D535S、D535A、D535W、D535K、K538R K538V、K538Q、K538W、K538Y、K538F、K538H、K538L、K538M、K538C、K538G、K538A、K538P、D541N、D541H、D541R、D541K、D541Y、D541I、D541A、D541S、D541E、Y542R、Y542K、Y542H、Y542Q、Y542F、Y542L、Y542M、Y542P、Y542V、Y542N、Y542T、L585G、L585H、L585F、K591W、K591F、K591Y、K591H、K591R、K591S、K591A、K591G、K591P、M592R、M592K、M592Q、M592E、M592A、K595R、K595Q、K595Y、K595L、K595W、K595H、K595E、K595S、K595D、K595M、V596T、V596H、V596G、V596A、S599G、S599H、S599N、S599D、K600R、K600H、K600G、K601R、K601H、K601Q、K601T、Y616K、Y616R、Y616E、Y616F、Y616H、Y646R、Y646E、Y646K、Y646H、Y646Q、Y646W、Y646N、W649H、W649K、W649Y、W649R、W649E、W649S、W649V、および/またはW649Tのアミノ酸突然変異の1つ以上を含む、
    請求項1に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド。
  3. 前記改変されたLbCas12aポリペプチドが、変更されたPAM(プロトスペーサー隣接モチーフ)特異性を有する、請求項1または2に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド。
  4. ヌクレアーゼ活性部位内に突然変異をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド。
  5. 改変されたLachnospiraceae bacterium CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)Cas12a(LbCas12a)ポリペプチドであって、
    前記改変されたLbCas12aポリペプチドは、配列番号1(LbCas12a)のアミノ酸配列と少なくとも80%同一性および配列番号1の位置ナンバリングに関してK595Yの突然変異を有するアミノ酸配列を含み、
    前記改変されたLbCas12aポリペプチドは、野生型のLbCas12a(配列番号1)と比較して、低下したPAMストリンジェンシー、および、新たなプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)の向上された認識を示す、
    LbCas12aポリペプチド。
  6. 請求項5の改変されたLbCas12aポリペプチドであって、
    前記改変されたLbCas12aポリペプチドは、配列番号1の位置ナンバリングに関して、K116、K120、K121、D122、E125、T148、T149、T152、D156、E159、Q529、D535、G532、K538、D541、Y542、L585、K591、M592、K595、V596、S599、K600、K601、Y616、Y646、または、W649の1つ以上に位置するさらなる突然変異を含む、
    LbCas12aポリペプチド。
  7. 請求項6の改変されたLbCas12aポリペプチドであって、
    さらなる突然変異が、配列番号1の位置ナンバリングに関して、K116R、K116N、K120R、K120H、K120N、K120T、K120Y、K120Q、K121S、K121T、K121H、K121R、K121G、K121D、K121Q、D122R、D122K、D122H、D122E、D122N、E125R、E125K、E125Q、E125Y、T148H、T148S、T148A、T148C、T149A、T149C、T149S、T149G、T149H、T149P、T149F、T149N、T149D、T149V、E159K、E159R、E159H、E159Y、E159Q、Q529N、Q529T、Q529H、Q529A、Q529F、Q529G、Q529G、Q529S、Q529P、Q529W、Q529D、D535N、D535H、D535V、D535T、D535S、D535A、D535W、D535K、D541N、D541H、D541R、D541K、D541Y、D541I、D541A、D541S、D541E、Y542R、Y542K、Y542H、Y542Q、Y542F、Y542L、Y542M、Y542P、Y542V、Y542N、Y542T、L585G、L585H、L585F、K591W、K591F、K591Y、K591H、K591R、K591S、K591A、K591G、K591P、M592R、M592K、M592Q、M592E、M592A、K595R、K595Q、K595Y、K595L、K595W、K595H、K595E、K595S、K595D、K595M、V596T、V596H、V596G、V596A、S599G、S599H、S599N、S599D、K600R、K600H、K600G、K601R、K601H、K601Q、K601T、Y616K、Y616R、Y616E、Y616F、Y616H、Y646R、Y646E、Y646K、Y646H、Y646Q、Y646W、Y646N、W649H、W649K、W649Y、W649R、W649E、W649S、W649V、および/またはW649Tの1つ以上である、
    LbCas12aポリペプチド。
  8. 請求項1~のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、および、ペプチドリンカーであってもよいリンカーを含み、
    前記ペプチドリンカーが前記改変されたLbCas12aポリペプチドのC末端および/またはN末端に連結される、
    融合タンパク質。
  9. 請求項1~のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、および目的ポリペプチドを含む、融合タンパク質であって、
    任意選択で、前記目的ポリペプチドが、前記改変されたLbCas12aポリペプチドのC末端および/またはN末端に連結されてよい、
    融合タンパク質。
  10. 請求項8または9に記載の融合タンパク質であって、
    前記目的ポリペプチドが、デアミナーゼ(脱アミノ化)活性、ニッカーゼ活性、リコンビナーゼ活性、トランスポサーゼ活性、メチラーゼ活性、グリコシラーゼ(DNAグリコシラーゼ)活性、グリコシラーゼ阻害剤活性、デメチラーゼ活性、転写活性化活性、転写抑制活性、転写終結因子(transcription release factor)活性、ヒストン修飾活性、ヌクレアーゼ活性、一本鎖RNA切断活性、二本鎖RNA切断活性、制限エンドヌクレアーゼ活性、核酸結合活性、メチルトランスフェラーゼ活性、DNA修復活性、DNA損傷活性、ジスムターゼ活性、アルキル化活性、脱プリン活性、酸化活性、ピリミジンダイマー形成活性、インテグラーゼ活性、トランスポサーゼ活性、ポリメラーゼ活性、リガーゼ活性、ヘリカーゼ活性、および/またはフォトリアーゼ活性を有する少なくとも1つのポリペプチドまたはタンパク質ドメインを含み、
    任意選択で、前記目的ポリペプチドが、デアミナーゼ活性を有する少なくとも1つのポリペプチドまたはタンパク質ドメインを含んでよい、
    融合タンパク質。
  11. 前記少なくとも1つのポリペプチドが、グリコシラーゼ阻害剤活性を有しており、前記少なくとも1つのポリペプチドは、ウラシル-DNAグリコシラーゼ阻害剤(UGI)であってもよい、請求項8~10のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
  12. 請求項1~7のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、または請求項8~11のいずれか一項に記載の融合タンパク質をコードする、ポリヌクレオチド。
  13. 前記改変されたLbCas12aポリペプチドをコードするポリヌクレオチドまたは前記融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドが、プロモーターと作動可能に関連しており、前記プロモーターは、イントロンを含むプロモーター領域であってもよい、請求項12に記載のポリヌクレオチド。
  14. 請求項1~7のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、または請求項8~11のいずれか一項に記載の融合タンパク質、およびガイド核酸を含む、複合体。
  15. 請求項14に記載の複合体をコードする、核酸構築物。
  16. (a)請求項1~7のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、または請求項8~11のいずれか一項に記載の融合タンパク質、および(b)ガイド核酸を含む、組成物。
  17. 請求項12または13に記載のポリヌクレオチド、または請求項15に記載の核酸構築物を含む、発現カセットまたはベクター。
  18. V型Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)関連(Cas)(CRISPR-Cas)システムであって、
    以下を含み:
    (a)以下を含む融合タンパク質:(i)請求項1~のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチドまたは請求項1~のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチドをコードする核酸、および(ii)目的ポリペプチドまたは前記目的ポリペプチドをコードする核酸;および
    (b)スペーサー配列とリピート配列とを含むガイド核酸、
    ここで前記ガイド核酸は、前記改変されたLbCas12aポリペプチドまたは前記融合タンパク質と複合体を形成することが可能であり、前記スペーサー配列は、標的核酸にハイブリダイズすることが可能であり、それにより、前記改変されたLbCas12aポリペプチドおよび前記目的ポリペプチドを前記標的核酸にガイドし、それにより、前記標的核酸が改変または調整される、
    システム。
  19. 前記目的ポリペプチドが、前記改変されたLbCas12aポリペプチドのC末端および/またはN末端に、ペプチドリンカーであってもよいリンカーを介して連結される、請求項18に記載のシステム。
  20. 請求項18または19に記載のシステムであって、
    前記目的ポリペプチドが、デアミナーゼ(脱アミノ化)活性、ニッカーゼ活性、リコンビナーゼ活性、トランスポサーゼ活性、メチラーゼ活性、グリコシラーゼ(DNAグリコシラーゼ)活性、グリコシラーゼ阻害剤活性、デメチラーゼ活性、転写活性化活性、転写抑制活性、転写終結因子(transcription release factor)活性、ヒストン修飾活性、ヌクレアーゼ活性、一本鎖RNA切断活性、二本鎖RNA切断活性、制限エンドヌクレアーゼ活性、核酸結合活性、メチルトランスフェラーゼ活性、DNA修復活性、DNA損傷活性、ジスムターゼ活性、アルキル化活性、脱プリン活性、酸化活性、ピリミジンダイマー形成活性、インテグラーゼ活性、トランスポサーゼ活性、ポリメラーゼ活性、リガーゼ活性、ヘリカーゼ活性、および/またはフォトリアーゼ活性を有する少なくとも1つのポリペプチドまたはタンパク質ドメインを含み、
    任意選択で、前記目的ポリペプチドが、デアミナーゼ活性を有する少なくとも1つのポリペプチドまたはタンパク質ドメインを含んでよい、
    システム。
  21. 前記目的ポリペプチドが、ウラシル-DNAグリコシラーゼ阻害剤(UGI)を含む、請求項18~20のいずれか一項に記載のシステム。
  22. 標的核酸を改変する方法であって、
    前記標的核酸を、
    (a)(i)請求項1~7のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、または請求項8~11のいずれか一項に記載の融合タンパク質、および(ii)ガイド核酸;
    (b)請求項14に記載の複合体およびガイド核酸;
    (c)(i)請求項1~7のいずれか一項に記載の改変されたLbCas12aポリペプチド、または請求項8~11のいずれか一項に記載の融合タンパク質、および(ii)ガイド核酸を含む組成物;および/または
    (d)請求項18~20のいずれか一項に記載のシステム
    と接触させるステップを含み、それにより前記標的核酸を改変する、
    方法。
  23. プロトスペーサーの5’末にPAM認識部位を有するCRISPR-Casヌクレアーゼのプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)の要件/特異性を判定するためのランダム化DNAライブラリーであって
    前記ランダム化DNAライブラリーは、2以上の二本鎖核酸分子を含み、それぞれが以下を含む:
    (a)非標的オリゴヌクレオチド(第1)鎖および標的オリゴヌクレオチド(第2)鎖、
    ここで、前記非標的オリゴヌクレオチド鎖は、5’から3’に、以下を含む:
    (i)約5~約15ヌクレオチドを有する第1の配列、
    (ii)少なくとも4つのランダム化ヌクレオチドを有する第2の配列、
    (iii)約16~約25ヌクレオチドを含む、プロトスペーサー配列、および
    (iv)約5~約20ヌクレオチドを有する第3の配列、
    ここで、(i)の約5~15ヌクレオチドを有する第1の配列は、(ii)の第2の配列の5’末にすぐ隣接しており、(ii)の第2の配列は(iii)のプロトスペーサー配列の5’末にすぐ隣接しており、前記プロトスペーサー配列は(iv)の第3の配列の5’末にすぐ隣接しており;前記標的オリゴヌクレオチド(第2)鎖は前記非標的オリゴヌクレオチド鎖に相補である;および
    (b)前記非標的オリゴヌクレオチド鎖は、前記相補の標的オリゴヌクレオチド鎖にアニーリングして、二本鎖核酸分子を産生し、ここで前記第1の配列は制限部位を(その5’末に)含み、前記第3の配列は制限部位を(その3’末に)含み、ここで、前記2以上の二本鎖核酸分子のそれぞれの前記第1の配列(i)、前記プロトスペーサー配列(iii)および前記第3の配列(iv)は同一である、
    または、
    それぞれが以下を含む:
    (a)非標的オリゴヌクレオチド(第1)鎖および標的オリゴヌクレオチド(第2)鎖、
    ここで、前記非標的オリゴヌクレオチド鎖は、5’から3’に、以下を含む:
    (i)約5~約20ヌクレオチドを有する第1の配列、
    (ii)約16~約25ヌクレオチドを含む、プロトスペーサー配列、
    (iii)少なくとも4つのランダム化ヌクレオチドを有する第2の配列、および
    (iv)約5~約15ヌクレオチドを有する第3の配列、
    ここで(i)の約5~20ヌクレオチドを有する第1の配列は(ii)のプロトスペーサー配列の5’末にすぐ隣接しており、(iii)の第2の配列は(iii)のプロトスペーサー配列の3’末にすぐ隣接しており、(iv)の第3の配列は(iii)の第2の配列の3’末にすぐ隣接しており;前記標的オリゴヌクレオチド(第2)鎖は前記非標的オリゴヌクレオチド鎖に相補である;および
    (b)前記非標的オリゴヌクレオチド鎖は、前記相補の標的オリゴヌクレオチド鎖にアニーリングして、二本鎖核酸分子を産生し、ここで前記第1の配列は制限部位を(その5’末に)含み、前記第3の配列は制限部位を(その3’末に)含み、ここで、前記2以上の二本鎖核酸分子のそれぞれの前記第1の配列(i)、前記プロトスペーサー配列(ii)および前記第3の配列(iv)は同一である、
    ランダム化DNAライブラリー
  24. CRISPR-Casヌクレアーゼのプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)特異性を判定する方法であって、
    前記方法は、
    前記CRISPR-Casヌクレアーゼを請求項23に記載のランダム化DNAライブラリーと接触させるステップ;および
    前記ヌクレアーゼとの接触前(コントロール)および接触後に前記ランダム化DNAライブラリーの二本鎖核酸分子をシーケンシングするステップ、
    を含み、
    ここで、前記ヌクレアーゼとの接触前は前記ランダム化DNAライブラリー内に存在するが前記ヌクレアーゼとの接触後は前記ランダム化DNAライブラリー内に存在しない二本鎖核酸分子は、前記CRISPR-CasヌクレアーゼのPAM認識配列を特定し、それにより、前記CRISPR-Casヌクレアーゼの前記PAM特異性を判定する、
    方法。
  25. 請求項12または13に記載のポリヌクレオチド、および/または、それを含む発現カセットまたはベクターを含み、
    任意選択で、CRISPR-Cas12aガイド核酸および/またはそれを含む発現カセットまたはベクター、および/または、その使用のための説明書を含んでもよい、
    キット。
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