RU2751237C1 - Methods and compositions for directed genome modification - Google Patents

Methods and compositions for directed genome modification Download PDF

Info

Publication number
RU2751237C1
RU2751237C1 RU2020119313A RU2020119313A RU2751237C1 RU 2751237 C1 RU2751237 C1 RU 2751237C1 RU 2020119313 A RU2020119313 A RU 2020119313A RU 2020119313 A RU2020119313 A RU 2020119313A RU 2751237 C1 RU2751237 C1 RU 2751237C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
kbp
locus
human
cell
sequence
Prior art date
Application number
RU2020119313A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дэвид ФРЕНДЕВЕЙ
Войтек АУЕРБАХ
Ка-Ман Венус ЛАЙ
Джунко КУНО
Дэвид М. ВАЛЕНЦУЕЛА
Джордж Д. Янкопулос
Original Assignee
Регенерон Фармасьютикалс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Регенерон Фармасьютикалс, Инк. filed Critical Регенерон Фармасьютикалс, Инк.
Priority to RU2020119313A priority Critical patent/RU2751237C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2751237C1 publication Critical patent/RU2751237C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/22Ribonucleases RNAses, DNAses

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: present invention relates to biotechnology, in particular to an in vitro method for modifying the genome at a genomic locus of interest in a human induced pluripotent stem cell. To implement the method, a Cas9 protein, an mRNA encoding a Cas9 protein, or a DNA encoding a Cas9 protein, a guide RNA containing CRISPR RNA that hybridizes with the target CRISPR sequence at the genomic locus of interest, and a tracrRNA, or a DNA encoding a guide RNA, are introduced into the specified cell. A large directional vector (LTVEC) is also introduced. In this case, the guide RNA is designed to avoid recognition of any sequence in the nucleotide insert, and after this introduction, the genome of the human induced pluripotent stem cell is modified so that it contains a directed genetic modification.
EFFECT: present invention makes it possible to expand the arsenal of tools for performing precise directed modifications of the genome to identify therapeutic agents.
63 cl, 55 dwg, 48 tbl, 6 ex

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[0001] Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США №61/914768, поданной 11 декабря 2013 г., предварительной заявки на патент США №62/017416, поданной 26 июня 2014 г., предварительной заявки на патент США №62/029261, поданной 25 июля 2014 г. предварительной заявки на патент США №62/052906, поданной 19 сентября 2014 г., предварительной заявки на патент США №62/059527, поданной 03 октября 2014 г., и предварительной заявки на патент США №62/064384, поданной 15 октября 2014 г., каждая из которых в полном объеме и во всех смыслах включена в данный документ посредством ссылки.[0001] This application claims the priority of US Provisional Patent Application No. 61/914768, filed December 11, 2013, US Provisional Patent Application No. 62/017416, filed June 26, 2014, US Provisional Patent Application No. 62/029261 filed July 25, 2014, U.S. Provisional Application No. 62/052906, filed September 19, 2014, U.S. Provisional Patent Application No. 62/059527, filed October 03, 2014, and U.S. Provisional Patent Application No. 62 / 064384, filed October 15, 2014, each of which is incorporated by reference in its entirety and in every sense.

ССЫЛКА НА ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ, ПОДАННЫЙ В ВИДЕ ТЕКСТОВОГО ФАЙЛА ЧЕРЕЗ EFS WEBLINK TO SEQUENCE LIST FILED AS A TEXT FILE THROUGH EFS WEB

[0002] Официальная копия перечня последовательностей подана в[0002] An official copy of the sequence listing filed in

электронной форме через EFS-Web в виде файла с перечнем последовательностей в кодировке ASCII под названием 453460SEQLIST.TXT, созданного 15 октября 2014 г. и имеющего размер 27,5 килобайт, и подана одновременно с описанием изобретения. Перечень последовательностей, находящийся в данном документе в кодировке ASCII, является частью описания изобретения и в полном объеме включен в данный документ посредством ссылки.electronically via EFS-Web as an ASCII sequence listing file named 453460SEQLIST.TXT, created on October 15, 2014 and measuring 27.5 kilobytes, and filed concurrently with the disclosure. The sequence listing, which is in this document in ASCII encoding, is part of the description of the invention and is fully incorporated into this document by reference.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

[0003] Хотя крысы признаны важной животной модельной системой, которая может воспроизводить патологию многих человеческих заболеваний, включая, но не ограничиваясь этим, сердечнососудистые {например, повышенное кровяное давление), метаболические (например, ожирение, диабет), неврологические (например, болевые патологии) заболевания и различные виды рака, применение крыс в моделировании человеческих заболеваний было ограничено по сравнению с мышами, частично вследствие недоступности плюрипотентных крысиных клеток с трансмиссией зародышевой линии, которые могут сохранять свою плюрипотентность после серии генетических модификаций in vitro, например, одной или более серийных электропораций, а частично вследствие отсутствия эффективных методов таргетирования, которые позволяют осуществлять внесение или удаление крупных последовательностей геномной ДНК или замещение крупных последовательностей геномной ДНК экзогенными нуклеотидными последовательностями в плюрипотентных крысиных клетках.[0003] Although rats are recognized as an important animal model system that can mimic the pathology of many human diseases, including, but not limited to, cardiovascular (eg, high blood pressure), metabolic (eg, obesity, diabetes), neurological (eg, pain pathologies ) diseases and various types of cancer, the use of rats in modeling human diseases has been limited compared to mice, in part due to the inaccessibility of pluripotent germline-transmitted rat cells that can retain their pluripotency after a series of in vitro genetic modifications, for example, one or more serial electroporations , and partly due to the lack of effective targeting methods that allow the introduction or removal of large genomic DNA sequences or replacement of large genomic DNA sequences with exogenous nucleotide sequences in pluripotent rat cells.

[0004] В данной области техники существует потребность в композициях и способах, которые позволяют осуществлять точные направленные изменения в геноме организма, что может открыть или расширить существующие на данный момент области целевого выявления и позволить быстрее и легче проводить утверждение терапевтических агентов.[0004] There is a need in the art for compositions and methods that allow precise targeted changes in the genome of an organism that can open or expand existing target detection areas and allow for faster and easier validation of therapeutic agents.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0005] Предложены способы модификации представляющего интерес геномного локуса в эукариотической клетке путем направленной генетической модификации. Такой способ включает (а) внесение в эукариотическую клетку: (i) крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом LTVEC содержит по меньшей мере 10 т.п.о.; (ii) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas, (iii) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей направляющую РНК (нРНК), содержащую нуклеотидную последовательность, которая гибридизируется с целевой последовательностью, и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrPHK), при этом первый и второй промоторы активны в эукариотической клетке; и (b) выявление модифицированной эукариотической клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[0005] Methods are provided for modifying a genomic locus of interest in a eukaryotic cell by targeted genetic modification. Such a method comprises (a) introducing into a eukaryotic cell: (i) a large targeting vector (LTVEC) containing a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the LTVEC contains at least 10 kb. .; (ii) a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein, (iii) a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding a guide RNA (nRNA) containing a nucleotide sequence , which hybridizes with the target sequence, and trans-activating RNA CRISPR (tracrRNA), while the first and second promoters are active in a eukaryotic cell; and (b) identifying a modified eukaryotic cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[0006] В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация представляет собой биаллельную генетическую модификацию.[0006] In one embodiment, the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification.

[0007] В одном варианте реализации изобретения LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о. В другом варианте реализации изобретения LTVEC составляет по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[0007] In one embodiment, the LTVEC is at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb .about., at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp. or at least 90 kb. In another embodiment, the LTVEC is at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[0008] В одном варианте реализации изобретения эукариотическая клетка является клеткой млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения клетка млекопитающего является фибробластом.[0008] In one embodiment, the eukaryotic cell is a mammalian cell. In one embodiment, the mammalian cell is a fibroblast.

[0009] В одном варианте реализации изобретения эукариотическая клетка является плюрипотентной клеткой. В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка является человеческой плюрипотентной клеткой. В одном варианте реализации изобретения человеческая плюрипотентная клетка является человеческой эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой или человеческой взрослой стволовой клеткой. В другом варианте реализации изобретения человеческая плюрипотентная клетка является человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием. В другом варианте реализации изобретения человеческая плюрипотентная клетка является человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой.[0009] In one embodiment, the eukaryotic cell is a pluripotent cell. In one embodiment, the pluripotent cell is a human pluripotent cell. In one embodiment, the human pluripotent cell is a human embryonic stem (ES) cell or a human adult stem cell. In another embodiment, the human pluripotent cell is a developmentally restricted human progenitor cell. In another embodiment, the human pluripotent stem cell is a human induced pluripotent stem (iPS) cell.

[0010] В одном варианте реализации изобретения белок Cas представляет собой Cas9.[0010] In one embodiment, the Cas protein is Cas9.

[0011] В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ). В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность непосредственно фланкируется в 3(конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[0011] In one embodiment, the target sequence is flanked by the sequence of a protospacer contiguous motif (PAM). In one embodiment, the target sequence is directly flanked at 3 (end by a protospacer adjacent motif (PAM) sequence).

[0012] В некоторых вариантах реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии в общей сумме составляют от около 10 т.п.н. до около 150 т.п.н. В некоторых вариантах реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[0012] In some embodiments, the 5 'and 3' arms of homology total between about 10 kbp. up to about 150 kbp In some embodiments, the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[0013] Дополнительно предложены способы, в которых направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1.5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности; (е) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с третьим промотором, активным в плюрипотентной клетке; или (j) их комбинацию.[0013] Additionally, there are provided methods in which targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a third promoter active in the pluripotent cell; or (j) a combination of both.

[0014] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес геномный локус содержит (i) 5' целевую последовательность, которая гомологична 5' плечу гомологии; и (ii) 3' целевую последовательность, которая гомологична 3' плечу гомологии.[0014] In one embodiment, the genomic locus of interest comprises (i) a 5 'target sequence that is homologous to the 5' arm of homology; and (ii) a 3 'target sequence that is homologous to the 3' homology arm.

[0015] В некоторых вариантах реализации изобретения 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о. В некоторых вариантах реализации изобретения 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[0015] In some embodiments, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 ppm. In some embodiments, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, at least 10 kb, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, at least 40 kb, but less than 60 kb. v., at least 60 kb, but less than 80 kb, at least about 80 kb, but less than 100 kb, at least at least 100 kb but less than 150 kb, or at least 150 kb but less than 200 kb, at least about 200 kb bp, but less than about 300 kbp, at least about 300 kbp, but less than about 400 kbp, at least about 400 kbp. about., but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1 ppm. but less than about 1.5 ppm, at least about 1.5 ppm, but less than about 2 ppm, at least about 2 ppm. o., but less than about 2.5 m.p., or at least at least about 2.5 ppm, but less than about 3 ppm.

[0016] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес геномный локус содержит локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2 или оба локуса Rag1 и Rag2.[0016] In one embodiment, the genomic locus of interest comprises an interleukin-2 gamma receptor locus, an ApoE locus, a Rag1 locus, a Rag2 locus, or both Rag1 and Rag2.

[0017] В одном варианте реализации изобретения первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0017] In one embodiment, the first and second expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0018] Дополнительно предложен способ модификации генома, включающий воздействие на геном белком Cas и РНК CRISPR в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 10 т.п.о., при этом после воздействия белком Cas, РНК CRISPR и LTVEC происходит модификация генома так, чтобы он содержал нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 10 т.п.о.[0018] In addition, there is provided a method for modifying the genome, comprising exposing the genome to the Cas protein and CRISPR RNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC) containing a nucleotide sequence of at least 10 kb, while after exposure to the Cas protein, RNA CRISPR and LTVEC modifies the genome so that it contains a nucleotide sequence of at least 10 kb.

[0019] В некоторых таких способах LTVEC содержит нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 20 т.п.о., по меньшей мере из 30 т.п.о., по меньшей мере из 40 т.п.о., по меньшей мере из 50 т.п.о., по меньшей мере из 60 т.п.о., по меньшей мере из 70 т.п.о., по меньшей мере из 80 т.п.о. или по меньшей мере из 90 т.п.о. В некоторых таких способах LTVEC содержит нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 100 т.п.о., по меньшей мере из 150 т.п.о. или по меньшей мере из 200 т.п.о.[0019] In some such methods, the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least of 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb or at least 90 kb. In some such methods, the LTVEC contains a nucleotide sequence of at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[0020] Дополнительно предложен способ модификации генома, включающий приведение генома в контакт с белком Cas, РНК CRISPR, которая гибридизируется с целевой последовательностью, и tracrPHK в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), при этом LTVEC состоит по меньшей мере из 10 т.п.о. и содержит первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом после контакта с белком Cas, РНК CRISPR и tracrPHK в присутствии LTVEC происходит модификация генома в представляющем интерес геномном локусе так, чтобы он содержал первую нуклеиновую кислоту. Целевая последовательность может находиться внутри или вблизи представляющего интерес геномного локуса.[0020] Additionally, there is provided a method for modifying the genome, including bringing the genome into contact with the Cas protein, CRISPR RNA that hybridizes to the target sequence, and tracrRNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC), wherein the LTVEC consists of at least 10 kb .O. and contains a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein after contact with Cas protein, CRISPR RNA and tracrRNA in the presence of LTVEC, the genome is modified at the genomic locus of interest so that it contains the first nucleic acid. The target sequence can be located within or near the genomic locus of interest.

[0021] В некоторых таких способах геном находится в эукариотической клетке, а белок Cas, РНК CRISPR и tracrPHK и LTVEC вносят в эукариотическую клетку. Некоторые такие способы дополнительно включают выявление модифицированной эукариотической клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[0021] In some such methods, the genome is in a eukaryotic cell and the Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA and LTVEC are introduced into the eukaryotic cell. Some such methods further include identifying a modified eukaryotic cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[0022] В некоторых таких способах РНК CRISPR и tracrPHK вносят вместе в форме одной направляющей РНК (нРНК). В других способах РНК CRISPR и tracrPHK вносят отдельно.[0022] In some such methods, CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in the form of a single guide RNA (nRNA). In other methods, CRISPR RNA and tracrRNA are added separately.

[0023] В некоторых таких способах (а) белок Cas вносят в эукариотическую клетку в форме белка, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas, или ДНК, кодирующей белок Cas; (b) РНК CRISPR вносят в эукариотическую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей РНК CRISPR; и (с) tracrPHK вносят в эукариотическую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей tracrPHK.[0023] In some such methods (a) the Cas protein is introduced into a eukaryotic cell in the form of a protein, messenger RNA (mRNA) encoding the Cas protein, or DNA encoding the Cas protein; (b) CRISPR RNA is introduced into a eukaryotic cell in the form of RNA or DNA encoding CRISPR RNA; and (c) tracrRNA is introduced into a eukaryotic cell in the form of RNA or DNA encoding tracrRNA.

[0024] В некоторых способах (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и (с) ДНК, кодирующая tracrPHK, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrPHK, при этом первый, второй и третий промоторы активны в эукариотической клетке. Необязательно, первая, вторая и/или третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0024] In some methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; (b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a fourth nucleic acid encoding tracrRNA, the first, second and third promoters being active in a eukaryotic cell. Optionally, the first, second and / or third expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[0025] В некоторых способах (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; а (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrPHK, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей нРНК, содержащую РНК CRISPR и tracrPHK; при этом первый и второй промоторы активны в эукариотической клетке. Необязательно, первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0025] In some methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; a (b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct containing a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding an nRNA containing CRISPR RNA and tracrRNA; the first and second promoters are active in the eukaryotic cell. Optionally, the first and second expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0026] В некоторых способах белок Cas, РНК CRISPR и tracrPHK вносят в эукариотическую клетку в виде комплекса белок-РНК.[0026] In some methods, Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA are introduced into a eukaryotic cell as a protein-RNA complex.

[0027] В некоторых способах направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус. В некоторых способах удаленная эндогенная нуклеотидная последовательность составляет от около 30 т.п.о. до около 110 т.п.о., а вставленная первая нуклеиновая кислота составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о. В некоторых способах удаленная эндогенная нуклеотидная последовательность составляет от около 38 т.п.о. до около 110 т.п.о., а вставленная первая нуклеиновая кислота составляет от около 43 т.п.о. до около 134 т.п.о.[0027] In some methods, targeted genetic modification includes the simultaneous removal of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and insertion of a first nucleic acid at a genomic locus of interest. In some methods, the endogenous nucleotide sequence deleted is from about 30 kb. to about 110 kb, and the inserted first nucleic acid is from about 40 kb. up to about 140 kbp In some methods, the endogenous nucleotide sequence deleted is from about 38 kb. to about 110 kb, and the inserted first nucleic acid is from about 43 kb. up to about 134 kbp

[0028] В некоторых способах направленная генетическая модификация представляет собой биаллельную генетическую модификацию. Необязательно, биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах.[0028] In some methods, the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification. Optionally, the biallelic genetic modification includes the removal of an endogenous nucleotide sequence and the insertion of the first nucleic acid at the genomic locus of interest on two homologous chromosomes.

[0029] В некоторых способах модифицированная эукариотическая клетка является компаунд-гетерозиготной в представляющем интерес геномном локусе. В некоторых способах модифицированная эукариотическая клетка является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе. Необязательно, направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты. Необязательно, направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме. Первая хромосома может быть одной из двух гомологичных хромосом, а вторая хромосома может быть другой гомологичной хромосомой.[0029] In some methods, the modified eukaryotic cell is compound heterozygous at the genomic locus of interest. In some methods, the modified eukaryotic cell is hemizygous at the genomic locus of interest. Optionally, targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome includes deletion of an endogenous nucleotide sequence and insertion of a first nucleic acid. Optionally, targeted genetic modification includes: (1) deletion of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting the first nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome. The first chromosome can be one of two homologous chromosomes, and the second chromosome can be the other homologous chromosome.

[0030] В некоторых способах LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о. Необязательно, LTVEC составляет по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[0030] In some methods, the LTVEC is at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb ., at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp. or at least 90 kb. Optionally, the LTVEC is at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[0031] В некоторых способах первая нуклеиновая кислота составляет по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 200 т.п.о., по меньшей мере 250 т.п.о., или по меньшей мере 300 т.п.о. В некоторых способах первая нуклеиновая кислота составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о. В некоторых способах первая нуклеиновая кислота содержит от около 43 т.п.о. до около 134 т.п.о.[0031] In some methods, the first nucleic acid is at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb, at least at least 100 kb, at least 150 kb, at least 200 kb, at least 250 kb, or at least 300 kb .O. In some methods, the first nucleic acid is from about 40 kbp. up to about 140 kbp In some methods, the first nucleic acid contains from about 43 kb. up to about 134 kbp

[0032] В некоторых способах эукариотическая клетка является клеткой млекопитающего, фибробластом, плюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, плюрипотентной клеткой грызуна, мышиной или крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием или человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой.[0032] In some methods, the eukaryotic cell is a mammalian cell, a fibroblast, a pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a pluripotent rodent cell, a mouse or rat embryonic stem (ES) cell, a human pluripotent cell, a human embryonic stem cell, a cell, a human restricted progenitor cell, or a human induced pluripotent stem (iPS) cell.

[0033] В некоторых способах белок Cas представляет собой Cas9. В некоторых способах целевая последовательность непосредственно фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[0033] In some methods, the Cas protein is Cas9. In some methods, the target sequence is directly flanked by a protospacer adjacent motif (PAM) sequence.

[0034] В некоторых способах 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.н. до около 150 т.п.н. Необязательно, 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[0034] In some methods, the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. up to about 150 kbp Optionally, the 5 'and 3' arms of LTVEC homology add up to about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[0035] В некоторых способах направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности; (е) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с третьим промотором, активным в плюрипотентной клетке; или (j) их комбинацию.[0035] In some methods, targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a third promoter active in the pluripotent cell; or (j) a combination of both.

[0036] В некоторых способах представляющий интерес геномный локус содержит (i) 5' целевую последовательность, которая гомологична 5' плечу гомологии; и (ii) 3' целевую последовательность, которая гомологична 3' плечу гомологии. Необязательно, 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о. Необязательно, 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о. Необязательно, 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 110 т.п.о., по меньшей мере 120 т.п.о., по меньшей мере 130 т.п.о., по меньшей мере 140 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 160 т.п.о., по меньшей мере 170 т.п.о., по меньшей мере 180 т.п.о., по меньшей мере 190 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о. В некоторых способах 5' и 3' целевые последовательности разделяют от около 30 т.п.о. до около 110 т.п.о. В некоторых способах 5' и 3' целевые последовательности разделяют от около 38 т.п.о. до около 110 т.п.о.[0036] In some methods, the genomic locus of interest comprises (i) a 5 'target sequence that is homologous to the 5' arm of homology; and (ii) a 3 'target sequence that is homologous to the 3' homology arm. Optionally, the 5 'target sequence and the 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 pb. Optionally, the 5 'target sequence and the 3' target sequence are separated by at least 5 kb but less than 10 kb, at least 10 kb but less than 20 kb kb, at least 20 kb but less than 40 kb, at least 40 kb, but less than 60 kb, at least 60 kb but less than 80 kb, at least about 80 kb but less than 100 kb, at least 100 kb kbp but less than 150 kbp, or at least 150 kbp but less than 200 kbp, at least about 200 kbp ., but less than about 300 kbp, at least about 300 kbp, but less than about 400 kbp, at least about 400 kbp, but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1 ppm, but less than about 1.5 ppm, at least about 1.5 ppm, but less than about 2 ppm, at least about 2 ppm, but less than about 2.5 ppm, or at least about 2.5 ppm, but not its less than about 3 m.p. Optionally, the 5 'target sequence and the 3' target sequence are separated by at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb, at least 100 kbp, at least 110 kbp, at least 120 kbp, at least 130 kbp, at least 140 kbp bp, at least 150 kbp, at least 160 kbp, at least 170 kbp, at least 180 kbp, by at least 190 kbp or at least 200 kbp. In some methods, the 5 'and 3' target sequences are separated from about 30 kb. up to about 110 kbp. In some methods, the 5 'and 3' target sequences are separated from about 38 kb. up to about 110 kbp.

[0037] В некоторых способах представляющий интерес геномный локус содержит локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2 или оба локуса Rag1 и Rag2. В других способах представляющий интерес геномный локус содержит локус Adamts5, локус Trpa1, локус Folh1 или локус Erbb4. В других способах представляющий интерес геномный локус содержит локус Lrp5. В других способах представляющий интерес геномный локус содержит локус С5 (Hc), локус Ror1 или локус Dpp4.[0037] In some methods, the genomic locus of interest comprises an interleukin-2 gamma receptor locus, an ApoE locus, a Rag1 locus, a Rag2 locus, or both Rag1 and Rag2. In other methods, the genomic locus of interest comprises the Adamts5 locus, the Trpa1 locus, the Folh1 locus, or the Erbb4 locus. In other methods, the genomic locus of interest contains the Lrp5 locus. In other methods, the genomic locus of interest comprises a C5 (Hc) locus, a Ror1 locus, or a Dpp4 locus.

[0038] Дополнительно предложен способ получения отличного от человека животного поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе, включающий: (а) приведение в контакт генома в нечеловеческой ЭС клетке с белком Cas, РНК CRISPR и tracrPHK в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC) для формирования модифицированной нечеловеческой ЭС клетки, при этом LTVEC состоит по меньшей мере из 10 т.п.о. и содержит первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии; (b) выявление модифицированной нечеловеческой ЭС клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе; (с) внесение модифицированной нечеловеческой ЭС клетки в нечеловеческий эмбрион-хозяина; и (d) вынашивание нечеловеческого эмбриона-хозяина суррогатной матерью, при этом суррогатная мать производит отличное от человека животное поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[0038] Additionally, there is provided a method for producing a non-human animal of the F0 generation, which contains a targeted genetic modification at a genomic locus of interest, comprising: (a) contacting a genome in a non-human ES cell with Cas protein, CRISPR RNA and tracrRNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC) for the formation of a modified non-human ES cell, while the LTVEC consists of at least 10 kb. and contains a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm; (b) identifying a modified non-human ES cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest; (c) introducing a modified non-human ES cell into a non-human host embryo; and (d) bearing a non-human host embryo by a surrogate mother, wherein the surrogate mother produces a non-human F0 generation animal that contains a targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[0039] В некоторых таких способах РНК CRISPR и tracrPHK вносят вместе в форме одной направляющей РНК (нРНК). В других таких способах РНК CRISPR и tracrPHK вносят отдельно.[0039] In some such methods, CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in the form of a single guide RNA (nRNA). In other such methods, CRISPR RNA and tracrRNA are added separately.

[0040] В некоторых таких способах (а) белок Cas вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме белка, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas, или ДНК, кодирующей белок Cas; (b) РНК CRISPR вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей РНК CRISPR; и (с) tracrPHK вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей tracrPHK.[0040] In some such methods (a) the Cas protein is introduced into a non-human ES cell in the form of a protein, messenger RNA (mRNA) encoding the Cas protein, or DNA encoding the Cas protein; (b) CRISPR RNA is introduced into a non-human ES cell in the form of RNA or DNA encoding CRISPR RNA; and (c) tracrRNA is introduced into a non-human ES cell in the form of RNA or DNA encoding tracrRNA.

[0041] В некоторых таких способах (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и (с) ДНК, кодирующая tracrPHK, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrPHK, при этом первый, второй и третий промоторы активны в нечеловеческой ЭС клетке. Необязательно, первая, вторая и третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0041] In some such methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; (b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a fourth nucleic acid encoding tracrRNA, the first, second and third promoters being active in a non-human ES cell. Optionally, the first, second and third expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0042] В некоторых таких способах (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; а (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrPHK, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей нРНК, содержащую РНК CRISPR и tracrPHK; при этом первый и второй промоторы активны в нечеловеческой ЭС клетке. Необязательно, первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0042] In some such methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; a (b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct containing a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding an nRNA containing CRISPR RNA and tracrRNA; the first and second promoters are active in the non-human ES cell. Optionally, the first and second expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0043] В некоторых таких способах белок Cas, РНК CRISPR и tracrPHK вносят в нечеловеческую ЭС клетку в виде комплекса белок-РНК.[0043] In some such methods, Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA are introduced into a non-human ES cell as a protein-RNA complex.

[0044] В некоторых таких способах направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус.[0044] In some such methods, targeted genetic modification includes the simultaneous removal of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and insertion of a first nucleic acid at a genomic locus of interest.

[0045] В некоторых таких способах направленная генетическая модификация представляет собой биаллельную генетическую модификацию. Необязательно, биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах.[0045] In some such methods, the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification. Optionally, the biallelic genetic modification includes the removal of an endogenous nucleotide sequence and the insertion of the first nucleic acid at the genomic locus of interest on two homologous chromosomes.

[0046] В некоторых таких способах модифицированная нечеловеческая ЭС клетка является компаунд-гетерозиготной в представляющем интерес геномном локусе. В некоторых таких способах модифицированная нечеловеческая ЭС клетка является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе. Необязательно, направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты. Необязательно, направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме. Первая хромосома может быть одной из двух гомологичных хромосом, а вторая хромосома может быть другой гомологичной хромосомой.[0046] In some such methods, the modified non-human ES cell is compound heterozygous at the genomic locus of interest. In some such methods, the modified non-human ES cell is hemizygous at the genomic locus of interest. Optionally, targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome includes deletion of an endogenous nucleotide sequence and insertion of a first nucleic acid. Optionally, targeted genetic modification includes: (1) deletion of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting the first nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome. The first chromosome can be one of two homologous chromosomes, and the second chromosome can be the other homologous chromosome.

[0047] В некоторых таких способах белок Cas представляет собой Cas9.[0047] In some such methods, the Cas protein is Cas9.

[0048] Дополнительно предложены способы модификации генома в представляющем интерес геномном локусе в эукариотической клетке, мышиной клетке или человеческой клетке, включающие приведение генома в контакте белком Cas, РНК CRISPR, которая гибридизируется с целевой последовательностью в представляющем интерес геномном локусе, и tracrPHK в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), при этом LTVEC составляет по меньшей мере 10 т.п.о. и содержит первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии, которое гомологично 5' целевой последовательности в представляющем интерес геномном локусе, и 3' плечом гомологии, которое гомологично 3' целевой последовательности в представляющем интерес геномном локусе, при этом первая нуклеиновая кислота состоит по меньшей мере из 30 т.п.о. и/или 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 30 т.п.о., при этом после контакта с белком Cas, РНК CRISPR и tracrPHK в присутствии LTVEC, происходит модификация генома так, чтобы он содержал направленную генетическую модификацию, включающую вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющем интерес геномном локусе.[0048] Additionally, there are provided methods for modifying the genome at a genomic locus of interest in a eukaryotic cell, mouse cell, or human cell, comprising bringing the genome in contact with Cas protein, CRISPR RNA that hybridizes to a target sequence at the genomic locus of interest, and tracrRNA in the presence of a large direction vector (LTVEC), while the LTVEC is at least 10 kb. and contains a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm that is homologous to the 5' target sequence at the genomic locus of interest, and a 3 'homology arm that is homologous to the 3' target sequence at the genomic locus of interest, the first nucleic acid being at least at least 30 kbp. and / or 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 30 kb, while after contact with Cas protein, CRISPR RNA and tracrRNA in the presence of LTVEC, the genome is modified so that it contains targeted genetic a modification involving the insertion of the first nucleic acid at the genomic locus of interest.

[0049] Любой из вышеприведенных способов может дополнительно включать внесение белка Cas, РНК CRISPR, tracrPHK и LTVEC в эукариотическую клетку, мышиную клетку или человеческую клетку. Любой из вышеприведенных способов может дополнительно включать выявление модифицированной эукариотической клетки, модифицированной мышиной клетки или модифицированной человеческой клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[0049] Any of the above methods may further comprise introducing Cas protein, CRISPR RNA, tracrRNA, and LTVEC into a eukaryotic cell, mouse cell, or human cell. Any of the above methods may further comprise identifying a modified eukaryotic cell, a modified mouse cell, or a modified human cell containing a targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[0050] В некоторых из вышеприведенных способов РНК CRISPR и tracrPHK вносят вместе в форме одного транскрипта. В некоторых из вышеприведенных способов РНК CRISPR и tracrPHK вносят отдельно.[0050] In some of the above methods, CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in the form of a single transcript. In some of the above methods, CRISPR RNA and tracrRNA are introduced separately.

[0051] В некоторых из вышеприведенных способов (а) белок Cas вносят в эукариотическую клетку, мышиную клетку или человеческую клетку в форме белка, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas, или ДНК, кодирующей белок Cas; (b) РНК CRISPR вносят в эукариотическую клетку, мышиную клетку или человеческую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей РНК CRISPR; и (с) tracrPHK вносят в эукариотическую клетку, мышиную клетку или человеческую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей tracrPHK. В некоторых из вышеприведенных способов белок Cas, РНК CRISPR и tracrPHK вносят в эукариотическую клетку, мышиную клетку или человеческую клетку в виде комплекса белок-РНК.[0051] In some of the above methods (a) the Cas protein is introduced into a eukaryotic cell, a mouse cell, or a human cell in the form of a protein, messenger RNA (mRNA) encoding the Cas protein, or DNA encoding the Cas protein; (b) CRISPR RNA is introduced into eukaryotic cell, mouse cell or human cell in the form of RNA or DNA encoding CRISPR RNA; and (c) tracrRNA is introduced into a eukaryotic cell, mouse cell, or human cell in the form of RNA or DNA encoding tracrRNA. In some of the above methods, Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA are introduced into a eukaryotic cell, mouse cell, or human cell as a protein-RNA complex.

[0052] В некоторых из вышеприведенных способов (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и (с) ДНК, кодирующая tracrPHK, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrPHK, при этом первый, второй и третий промоторы активны в эукариотической клетке, мышиной клетке или человеческой клетке. В некоторых из вышеприведенных способов первая, вторая и третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0052] In some of the above methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; (b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a fourth nucleic acid encoding tracrRNA, wherein the first, second and third promoters are active in a eukaryotic cell, mouse cell, or human cell. In some of the above methods, the first, second and third expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0053] В некоторых из вышеприведенных способов (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; а (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrPHK, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей нРНК, содержащую РНК CRISPR и tracrPHK; при этом первый и второй промоторы активны в эукариотической клетке, мышиной клетке или человеческой клетке. В некоторых из вышеприведенных способов первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[0053] In some of the above methods (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding the Cas protein; a (b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct containing a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding an nRNA containing CRISPR RNA and tracrRNA; wherein the first and second promoters are active in a eukaryotic cell, a mouse cell, or a human cell. In some of the above methods, the first and second expression constructs are on the same nucleic acid molecule.

[0054] В некоторых из вышеприведенных способов LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о. В некоторых из вышеприведенных способов LTVEC составляет по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[0054] In some of the above methods, the LTVEC is at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb .about., at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp. or at least 90 kb. In some of the above methods, the LTVEC is at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[0055] В некоторых из вышеприведенных способов первая нуклеиновая кислота составляет по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 200 т.п.о., по меньшей мере 250 т.п.о. или по меньшей мере 300 т.п.о. В некоторых из вышеприведенных способов первая нуклеиновая кислота составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о.[0055] In some of the above methods, the first nucleic acid is at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb, at least 100 kb, at least 150 kb, at least 200 kb, at least 250 kb or at least 300 kbp. In some of the above methods, the first nucleic acid is from about 40 kbp. up to about 140 kbp

[0056] В некоторых из вышеприведенных способов 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.н. до около 150 т.п.н. В некоторых из вышеприведенных способов 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[0056] In some of the above methods, the 5 'and 3' shoulders of LTVEC homology total from about 10 kbp. up to about 150 kbp In some of the above methods, the 5 'and 3' homology arms of LTVEC total from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[0057] В некоторых из вышеприведенных способов 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о. В некоторых из вышеприведенных способов 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о. В некоторых из вышеприведенных способов 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 110 т.п.о., по меньшей мере 120 т.п.о., по меньшей мере 130 т.п.о., по меньшей мере 140 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 160 т.п.о., по меньшей мере 170 т.п.о., по меньшей мере 180 т.п.о., по меньшей мере 190 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о. В некоторых из вышеприведенных способов 5' и 3' целевые последовательности разделяют от около 30 т.п.о. до около 110 т.п.о.[0057] In some of the above methods, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 ppm. In some of the above methods, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb but less than 10 kb, at least 10 kb but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, at least 40 kb, but less than 60 kb. v., at least 60 kb, but less than 80 kb, at least about 80 kb, but less than 100 kb, at least at least 100 kb but less than 150 kb, or at least 150 kb but less than 200 kb, at least about 200 kb bp, but less than about 300 kbp, at least about 300 kbp, but less than about 400 kbp, at least about 400 kbp. o., but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1 ppm. but less than about 1.5 ppm, at least about 1.5 ppm, but less than about 2 ppm, at least about 2 ppm. o., but less than about 2.5 p.o., or at least about 2.5 mpo, but less than about 3 mpo. In some of the above methods, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least at least 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb so at least 100 kb, at least 110 kb, at least 120 kb, at least 130 kb, at least 140 kb, at least 150 kb, at least 160 kb, at least 170 kb, at least 180 kb ., at least 190 kbp. or at least 200 kbp. In some of the above methods, the 5 'and 3' target sequences are separated from about 30 kb. up to about 110 kbp.

[0058] В некоторых из вышеприведенных способов эукариотическая клетка не является крысиной клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов эукариотическая клетка является плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, клеткой отличного от человека млекопитающего, клеткой грызуна, мышиной клеткой, клеткой хомяка, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, плюрипотентной клеткой грызуна или фибробластом. В некоторых из вышеприведенных способов эукариотическая клетка является первичной клеткой или иммортализованной клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов плюрипотентная клетка грызуна является мышиной или крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой.[0058] In some of the above methods, the eukaryotic cell is not a rat cell. In some of the above methods, the eukaryotic cell is a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a mammalian cell, a human cell, a non-human mammalian cell, a rodent cell, a mouse cell, a hamster cell, a non-human pluripotent cell, a human pluripotent cell, a pluripotent or a pluripotent or a pluripotent human cell. In some of the above methods, the eukaryotic cell is a primary cell or an immortalized cell. In some of the above methods, the rodent pluripotent cell is a mouse or rat embryonic stem (ES) cell.

[0059] В некоторых из вышеприведенных способов мышиная клетка или человеческая клетка является первичной клеткой или иммортализованной клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов мышиная клетка или человеческая клетка является плюрипотентной клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов мышиная плюрипотентная клетка является мышиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов человеческая плюрипотентная клетка является человеческой эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой, взрослой человеческой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием или человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой. В некоторых из вышеприведенных способов человеческие иПС клетки поддерживают в среде, содержащей основную среду и добавки, при этом среда содержит: (а) полипептид фактора, ингибирующего лейкемию (LIF) е; (b) ингибитор киназы гликогенсинтазы (GSK3); и (с) ингибитор MEK; при этом осмолярность среды составляет от около 175 мОсм/кг до около 280 мОсм/кг.[0059] In some of the above methods, the mouse cell or human cell is a primary cell or an immortalized cell. In some of the above methods, the mouse cell or human cell is a pluripotent cell. In some of the above methods, the mouse pluripotent cell is a mouse embryonic stem (ES) cell. In some of the above methods, the human pluripotent cell is a human embryonic stem (ES) cell, an adult human stem cell, a developmentally limited human progenitor cell, or a human induced pluripotent stem (iPS) cell. In some of the above methods, human iPS cells are maintained in a medium containing a basic medium and supplements, the medium comprising: (a) a leukemia inhibiting factor (LIF) e polypeptide; (b) a glycogen synthase kinase (GSK3) inhibitor; and (c) a MEK inhibitor; the osmolarity of the medium is from about 175 mOsm / kg to about 280 mOsm / kg.

[0060] В некоторых из вышеприведенных способов белок Cas представляет собой Cas9. В некоторых из вышеприведенных способов целевая последовательность непосредственно фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[0060] In some of the above methods, the Cas protein is Cas9. In some of the above methods, the target sequence is directly flanked by a protospacer adjacent motif (PAM) sequence.

[0061] В некоторых из вышеприведенных способов направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус на одном этапе. В некоторых из вышеприведенных способов удаленная эндогенная нуклеотидная последовательность составляет от около 30 т.п.о. до около 110 т.п.о., а вставленная первая нуклеиновая кислота составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о.[0061] In some of the above methods, targeted genetic modification includes the simultaneous removal of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and the insertion of a first nucleic acid at a genomic locus of interest in one step. In some of the above methods, the endogenous nucleotide sequence deleted is from about 30 kb. to about 110 kb, and the inserted first nucleic acid is from about 40 kb. up to about 140 kbp

[0062] В некоторых из вышеприведенных способов направленная генетическая модификация представляет собой биаллельную генетическую модификацию. В некоторых из вышеприведенных способов биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах. В некоторых из вышеприведенных способов модифицированная эукариотическая клетка, модифицированная мышиная клетка или модифицированная человеческая клетка является компаунд-гетерозиготной в представляющем интерес геномном локусе. В некоторых из вышеприведенных способов модифицированная мышиная клетка или модифицированная человеческая клетка является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе. В некоторых из вышеприведенных способов направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты. В некоторых из вышеприведенных способов направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в первой и второй гомологичных хромосомах; и (2) вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме.[0062] In some of the above methods, the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification. In some of the above methods, biallelic genetic modification involves the removal of an endogenous nucleotide sequence and the insertion of a first nucleic acid at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes. In some of the above methods, a modified eukaryotic cell, a modified mouse cell, or a modified human cell is compound heterozygous at the genomic locus of interest. In some of the above methods, the modified mouse cell or modified human cell is hemizygous at the genomic locus of interest. In some of the foregoing methods, directed genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome comprises removing an endogenous nucleotide sequence and inserting a first nucleic acid. In some of the above methods, targeted genetic modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on the first and second homologous chromosomes; and (2) inserting the first nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome.

[0063] В некоторых из вышеприведенных способов направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности; (е) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с третьим промотором, активным в плюрипотентной клетке; или (j) их комбинацию.[0063] In some of the above methods, targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a third promoter active in the pluripotent cell; or (j) a combination of both.

[0064] В некоторых из вышеприведенных способов представляющий интерес геномный локус содержит локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2, оба локуса Rag1 и Rag2, локус Adamts5, локус Trpa1, локус Folh1, локус Erbb4, локус Lrp5, локус С5 (Hc), локус Ror1 или локус Dpp4. В некоторых из вышеприведенных способов представляющий интерес геномный локус содержит внехромосомную ДНК.[0064] In some of the above methods, the genomic locus of interest comprises an interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus, both Rag1 and Rag2 locus, Adamts5 locus, Trpa1 locus, Folh1 locus, Erbb4 locus, Lrp5 locus, locus C5 (Hc), locus Ror1 or locus Dpp4. In some of the above methods, the genomic locus of interest contains extrachromosomal DNA.

[0065] Также предложены способы получения отличного от человека животного или мыши поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе, включающие: (а) модификацию нечеловеческой или мышиной ЭС клетки любым из вышеприведенных способов; (b) выявление модифицированной нечеловеческой или мышиной ЭС клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе; (с) внесение модифицированной нечеловеческой или мышиной ЭС клетки в нечеловеческий или мышиный эмбрион-хозяина; и (d) вынашивание нечеловеческого или мышиного эмбриона-хозяина суррогатной матерью, при этом суррогатная мать производит отличное от человека животное или мышь поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[0065] Also provided are methods for producing a non-human F0 generation animal or mouse that contains targeted genetic modification at a genomic locus of interest, comprising: (a) modifying a non-human or murine ES cell by any of the above methods; (b) identifying a modified non-human or murine ES cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest; (c) introducing a modified non-human or mouse ES cell into a non-human or mouse embryo host; and (d) bearing a non-human or mouse host embryo by a surrogate mother, the surrogate mother producing a non-human animal or mouse of the F0 generation that contains a targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHIC MATERIALS

[0066] Фигура 1 иллюстрирует крысиные ЭСК, которые растут в виде компактных сферических колоний, которые обычно отделяются и плавают в чашке.[0066] Figure 1 illustrates rat ESCs that grow in compact spherical colonies that usually detach and float in the dish.

[0067] Фигуры 2A-D иллюстрируют различные маркеры плюрипотентности, экспрессируемые крысиными ЭСК: А иллюстрирует Oct-4 (зеленый); В иллюстрирует Sox-2 (красный); С иллюстрирует DAPI (синий); D иллюстрирует наслоение маркеров плюрипотентности, экспрессируемых кЭСК.[0067] Figures 2A-D illustrate various pluripotency markers expressed by rat ESCs: A illustrates Oct-4 (green); B illustrates Sox-2 (red); C illustrates DAPI (blue); D illustrates the layering of pluripotency markers expressed by cESCs.

[0068] Фигура 3 иллюстрирует, что крысиные ЭСК экспрессируют невысокие уровни щелочной фосфатазы (маркера плюрипотентности).[0068] Figure 3 illustrates that rat ESCs express low levels of alkaline phosphatase (a marker of pluripotency).

[0069] Фигура 4 иллюстрирует кариотип линии DA.2B, которая является 42X,Y. Кариотипирование проводили, так как крысиные ЭСК часто становятся тетрагаплоидными; поэтому проводили предварительный скрининг линий путем подсчета метафазных хромосомных препаратов, а затем линии с большинством нормальных результатов формально кариотипировали.[0069] Figure 4 illustrates the karyotype of line DA.2B, which is 42X, Y. Karyotyping was performed because rat ESCs often become tetrahaploid; therefore, lines were pre-screened by counting metaphase chromosomal preparations, and then lines with most normal results were formally karyotyped.

[0070] На Фигуре 5А-В приведены фотографии, иллюстрирующие анализ числа хромосом линии крысиных ЭС клеток ACI.G1.[0070] Figures 5A-B are photographs illustrating the chromosome number analysis of the rat ES cell line ACI.G1.

[0071] На Фигуре 6А-В приведены фотографии, иллюстрирующие анализ числа хромосом линии крысиных ЭС клеток DA.2B.[0071] Figures 6A-B are photographs illustrating the chromosome number analysis of the DA.2B rat ES cell line.

[0072] На Фигуре 7А-В приведены фотографии, иллюстрирующие анализ числа хромосом линии крысиных ЭС клеток DA.2C.[0072] Figures 7A-B are photographs illustrating the chromosome number analysis of the DA.2C rat ES cell line.

[0073] На Фигуре 8 приведен крупный план крысиных ЭСК с Фигуры 1.[0073] Figure 8 is a close-up of the rat ESCs of Figure 1.

[0074] Фигура 9 иллюстрирует получение химер путем инъекции в бластоцисты и передачу генома крысиных ЭСК через зародышевую линию. Химеры получали путем инъекции в бластоцисты с применением родительских крысиных ЭСК ACI.G1. Химеры с высоким процентным содержанием обычно имеют белые морды.[0074] Figure 9 illustrates the production of chimeras by injection into blastocysts and the transfer of the genome of rat ESCs through the germ line. Chimeras were obtained by injection into blastocysts using parental rat ESCs ACI.G1. Chimeras with a high percentage usually have white muzzles.

[0075] Фигура 10 иллюстрирует детенышей агути F1 с однопометными детенышами-альбиносами, полученных от химеры ACI/SD, помеченной звездочкой (*) на Фигуре 9.[0075] Figure 10 illustrates F1 agouti pups with littermate albino pups derived from the ACI / SD chimera marked with an asterisk (*) in Figure 9.

[0076] На Фигуре 11 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ, а серыми прямоугольниками обозначены места разрезания цинк-пальцевыми нуклеазами (ZFN1 и ZFN2). Геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно), обозначены темно-серыми прямоугольниками. Экзон 1 в гене ApoE является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене ApoE обозначены в виде линий. Экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником.[0076] Figure 11 is a schematic representation of the rat ApoE locus, and the gray rectangles represent the zinc finger nuclease cutting sites (ZFN1 and ZFN2). The genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. Exon 1 in the ApoE gene is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'arm of homology. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines. Exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle.

[0077] Фигура 12 иллюстрирует таргетирование люкуса крысиного Rosa26, который расположен между генами Setd5 и Thumpd3, как и у мыши, с одинаковыми промежутками. Панель А иллюстрирует структуру локуса мышиного Rosa26. Мышиные транскрипты Rosa26 состоят из 2 или 3 экзонов. Панель В иллюстрирует структуру локуса крысиного Rosa26; крысиный локус содержит второй экзон 1 (Ex1b) вдобавок к экзону, гомологичному мышиному экзону1 (Ex1a); третий экзон у крыс выявлен не был. Панель С иллюстрирует таргетированный крысиный аллель Rosa26; плечи гомологии из 5 т.п.о. каждое были клонированы посредством ПЦР с использованием геномной ДНК из DA кЭСК; таргетированный аллель содержит кассету с акцепторным участком сплайсинга (SA)-lacZ-hUB-neo, замещающую делецию в 117 п.о. в нитроне крысиного Rosa26.[0077] Figure 12 illustrates the targeting of the rat Rosa26 lucus, which is located between the Setd5 and Thumpd3 genes, as in the mouse, at regular intervals. Panel A illustrates the structure of the murine Rosa26 locus. Rosa26 murine transcripts consist of 2 or 3 exons. Panel B illustrates the structure of the rat Rosa26 locus; the rat locus contains a second exon 1 (Ex1b) in addition to an exon homologous to murine exon 1 (Ex1a); the third exon was not identified in rats. Panel C illustrates the targeted rat Rosa26 allele; homology arms of 5 kbp. each were cloned by PCR using genomic DNA from DA cESCs; the targeted allele contains a splice acceptor (SA) cassette -lacZ-hUB-neo, replacing a 117 bp deletion. in nitrone of rat Rosa26.

[0078] Фигура 13А иллюстрирует контрольный головной мозг 14-недельной крысы дикого типа, который был окрашен X-gal. Для контрольного головного мозга наблюдали низкий уровень фонового окрашивания LacZ (вид сверху).[0078] Figure 13A illustrates a control brain of a 14 week old wild-type rat that was stained with X-gal. For the control brain, a low background LacZ staining was observed (top view).

[0079] Фигура 13В иллюстрирует экспрессию LacZ в головном мозге гетерозиготной крысы rRosa26 (14-недельной). Репортер lacZ экспрессировался по всему объему мозга геторозиготы rRosa26.[0079] Figure 13B illustrates the expression of LacZ in the brain of a heterozygous rRosa26 rat (14 weeks old). The lacZ reporter was expressed throughout the brain of the rRosa26 heterozygote.

[0080] Фигура 13С иллюстрирует контрольные сердце и вилочковую железу (вставка) 14-недельной крысы дикого типа, которые были обработаны X-gal. В контрольном сердце и вилочковой железе наблюдали низкий уровень фонового окрашивания LacZ.[0080] Figure 13C illustrates a control heart and thymus (insert) of a 14 week old wild-type rat that was treated with X-gal. The control heart and thymus showed low background LacZ staining.

[0081] Фигура 13D иллюстрирует экспрессию LacZ в сердце и вилочковой железе (вставка) 14-недельной гетерозиготной крысы rRosa26. Репортер lacZ экспрессировался по всему объему сердца и вилочковой железы гетерозиготы rROSA26.[0081] Figure 13D illustrates LacZ expression in the heart and thymus (insert) of a 14 week old heterozygous rRosa26 rat. The lacZ reporter was expressed throughout the heart and thymus of the rROSA26 heterozygote.

[0082] Фигура 13Е иллюстрирует контрольные легкие 14-недельной крысы дикого типа, которые были обработаны X-gal. В контрольных легких наблюдали низкий уровень фонового окрашивания LacZ.[0082] Figure 13E illustrates control lungs of a 14 week old wild-type rat that were treated with X-gal. Control lungs showed low background LacZ staining.

[0083] Фигура 13F иллюстрирует экспрессию LacZ в легких 14-недельной гетерозиготной крысы rRosa26. Репортер lacZ экспрессировался по всему объему легких гетерозиготы rRosa26.[0083] Figure 13F illustrates the expression of LacZ in the lungs of a 14 week old heterozygous rRosa26 rat. The lacZ reporter was expressed throughout the lung volume of the rRosa26 heterozygote.

[0084] Фигуры 13G и H иллюстрируют экспрессию LacZ в крысиных эмбрионах Е12.5. В отличие от контрольного эмбриона дикого типа (Н), в котором наблюдали низкий уровень фонового окрашивания LacZ, гетерозиготный эмбрион rRosa26 демонстрировал экспрессию репортера LacZ по всему объему эмбриона.[0084] Figures 13G and H illustrate the expression of LacZ in rat E12.5 embryos. In contrast to the wild-type control embryo (H), which showed low background LacZ staining, the heterozygous rRosa26 embryo showed LacZ reporter expression throughout the embryo.

[0085] Фигуры 13I и J иллюстрируют экспрессию LacZ в эмбрионах крыс Е14.5. В отличие от контрольного эмбриона дикого типа (J), в котором наблюдали низкий уровень фонового окрашивания LacZ, гетерозиготный эмбрион rRosa26 демонстрировал экспрессию репортера LacZ по всему объему эмбриона.[0085] Figures 13I and J illustrate LacZ expression in E14.5 rat embryos. In contrast to the wild-type control embryo (J), which showed low background LacZ staining, the heterozygous rRosa26 embryo showed LacZ reporter expression throughout the embryo.

[0086] Фигура 14 иллюстрирует гомологичную или негомологичную рекомбинацию, которая происходит внутри крысиной ЭС клетки после электропорации направляющего вектора, содержащего селекционную кассету (кассету lacZ-neo).[0086] Figure 14 illustrates homologous or non-homologous recombination that occurs within a rat ES cell after electroporation of a targeting vector containing a selection cassette (lacZ-neo cassette).

[0087] Фигура 15 иллюстрирует механизм, при помощи которого редактирующие геном эндонуклеазы (например, ZFN и TALEN) создают двухцепочечный разрыв (ДЦР) в геномной целевой последовательности и активируют негомологичное соединение концов (НГСК) в ЭС клетке.[0087] Figure 15 illustrates the mechanism by which genome-editing endonucleases (eg, ZFN and TALEN) create a double-stranded break (DSB) in the genomic target sequence and activate non-homologous end-joining (NHSC) in an ES cell.

[0088] Фигура 16 иллюстрирует способ таргетирования генов, в котором используются ZFN/TALEN, для улучшения эффективности гомологичной рекомбинации направляющего вектора. ДЦР обозначает двухцепочечный разрыв.[0088] Figure 16 illustrates a gene targeting method that uses ZFN / TALEN to improve homologous recombination efficiency of the targeting vector. DSB stands for double-strand break.

[0089] Фигура 17 иллюстрирует химеры ApoE-ZFN-AB5, полученные методом получения химер и трансмиссии зародышевой линии модифицированного локуса крысиного АроЕ. Направленная модификация была осуществлена при помощи цинк-пальцевых нуклеаз.[0089] Figure 17 illustrates chimeras ApoE-ZFN-AB5, obtained by the method of obtaining chimeras and transmission of the germline of the modified locus of the rat ApoE. Targeted modification was carried out using zinc finger nucleases.

[0090] На Фигуре 18 приведено схематическое изображение таргетирования IL2r-γ в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами, которые нацеливают ZFN U и ZFN D. Показана область крысиного локуса IL2r-γ, который является объектом нацеливания ZFN U и ZFN D (SEQ ID №93). На фигуре обозначены участки разрезания ZFN.[0090] Figure 18 is a schematic illustration of targeting IL2r-γ in combination with zinc finger nucleases that target ZFN U and ZFN D. Shows a region of the rat IL2r-γ locus that is targeted by ZFN U and ZFN D (SEQ ID No. 93). The figure shows the cutting areas ZFN.

[0091] На Фигуре 19 приведено схематическое изображение таргетирования IL2r-γ в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами, которые нацеливают ZFN U и ZFN D, или в комбинации с нРНК (нРНК1, нРНК2, нРНК3, нРНК4). Показаны области крысиного локуса IL2r-γ, который является объектом нацеливания ZFN U и ZFN D или нРНК1-4, и обозначены участки разрезания ZFN.[0091] Figure 19 is a schematic representation of targeting IL2r-γ in combination with zinc finger nucleases that target ZFN U and ZFN D, or in combination with nRNA (nRNA1, nRNA2, nRNA3, nRNA4). Areas of the rat IL2r-γ locus that are targeted by ZFN U and ZFN D or nRNA1-4 are shown, and ZFN cut sites are indicated.

[0092] На Фигуре 20 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и направляющей плазмиды. На верхней схеме показана геномная структура локуса крысиного АроЕ и геномные локусы, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Экзон 1 в гене АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий. Экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником. Нижняя панель иллюстрирует направляющую плазмиду. 5' и 3' плечи гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющий вектор содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки). Самоуничтожающаяся кассета содержит промотор мышиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[0092] Figure 20 is a schematic representation of a rat ApoE locus and a targeting plasmid. The upper diagram shows the genomic structure of the rat ApoE locus and the genomic loci corresponding to the 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 kb, respectively; dark gray rectangles). Exon 1 in the ApoE gene is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines. Exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle. The bottom panel illustrates the targeting plasmid. The 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting vector contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows). The self-destructive cassette contains a murine Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing a human ubiquitin promoter operably linked to a neomycin resistance gene.

[0093] На Фигуре 21А приведено схематическое изображение таргетирования локуса АроЕ в крысиных ЭС клетках с использованием цинк-пальцевых нуклеаз и направляющего вектора, содержащего репортерный ген (LacZ) и самоуничтожающуюся кассету, содержащую промотор мышиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину. Фигура 21В иллюстрирует гомозиготный таргетированный локус АроЕ.[0093] Figure 21A is a schematic representation of targeting the ApoE locus in rat ES cells using zinc finger nucleases and a targeting vector containing a reporter gene (LacZ) and a self-destructive cassette containing the murine Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a selection cassette drug susceptibility containing a human ubiquitin promoter operably linked to a neomycin resistance gene. Figure 21B illustrates a homozygous targeted ApoE locus.

[0094] На Фигуре 22 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и крупного направляющего вектора (LTVEC). На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного АроЕ и геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Экзон 1 АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три нитрона в гене АроЕ обозначены в виде линий, а экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником. На нижней панели показан LTVEC для модификации локуса крысиного АроЕ. 5' и 3' плечи гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор мышиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[0094] Figure 22 is a schematic representation of the rat ApoE locus and large targeting vector (LTVEC). The top panel shows the genomic structure of the rat ApoE locus and the genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb, respectively; dark gray rectangles). Exon 1 ApoE is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three nitrons in the ApoE gene are indicated as lines, and exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle. The bottom panel shows LTVEC for modification of the rat ApoE locus. The 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (open arrows) that contains the murine Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the resistance gene to neomycin.

[0095] На Фигуре 23 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и серыми прямоугольниками обозначены места разрезания цинк- пальцевыми нуклеазами (ZFN1 и ZFN2), применяемыми вместе с крупным направляющим вектором (LTVEC), чтобы повысить гомологичную рекомбинацию между направляющим вектором и целевой когнатной областью хромосомы.[0095] Figure 23 is a schematic representation of the rat APOE locus and the gray rectangles represent the cut sites with zinc finger nucleases (ZFN1 and ZFN2) used in conjunction with a large targeting vector (LTVEC) to enhance homologous recombination between the targeting vector and the target cognate region of the chromosome ...

[0096] Фигура 24 иллюстрирует локус крысиного IL2r-γ, в котором была сделана делеция в 3,2 т.п.о. и внесена вставка репортерного гена (уЗФБ) и самоуничтожающейся кассеты, содержащей кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату (hUb-neo) и ген Crei, функционально связанный с промотором мышиного Prm1.[0096] Figure 24 illustrates the rat IL2r-γ locus in which a 3.2 kb deletion has been made. and a reporter gene insert (uZPB) and a self-destructive cassette containing a drug susceptibility selection cassette (hUb-neo) and a Crei gene operably linked to the murine Prm1 promoter were introduced.

[0097] На Фигуре 25 приведено другое изображение локуса крысиного IL2r-γ, в котором была сделана делеция в 3,2 т.п.о. и внесена вставка репортерного гена (уЗФБ) и самоуничтожающейся кассеты, содержащей ген Crei, функционально связанный с промотором мышиного Prm1, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату (hUb-Neo).[0097] Figure 25 is another image of the rat IL2r-γ locus in which a 3.2 kb deletion has been made. and a reporter gene insert (uZPB) and a self-destructive cassette containing the Crei gene operably linked to the murine Prm1 promoter and a drug susceptibility selection cassette (hUb-Neo) were introduced.

[0098] На фигуре 26 приведено схематическое изображение локуса крысиного Rag2 и крупного направляющего вектора (LTVEC) для модификации локуса крысиного Rag2. На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного Rag2 и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Rag2 содержит один экзон, обозначенный пунктирной серой штриховкой. Нижняя панель представляет собой LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[0098] Figure 26 is a schematic representation of the rat Rag2 locus and large targeting vector (LTVEC) for modifying the rat Rag2 locus. The top panel shows the genomic structure of the rat Rag2 locus and cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (48 kb and 84 kb, respectively; dark gray rectangles). Rag2 contains one exon, indicated by dashed gray shading. The bottom panel is LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 84 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (open arrows) that contains the rat Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the resistance gene to neomycin.

[0099] На Фигуре 27 приведена геномная структура локуса крысиного Rag1/Rag2 и геномные области, удаляемые путем таргетирования Rag2 (удаление Rag2) или Rag2/Rag1 двойного таргетирования (удаление Rag2/Rag1).[0099] Figure 27 shows the genomic structure of the rat Rag1 / Rag2 locus and genomic regions removed by targeting Rag2 (Rag2 deletion) or dual targeting Rag2 / Rag1 (Rag2 / Rag1 deletion).

[00100] На Фигуре 28 приведено схематическое изображение локусов крысиного Rag2 и Rag1 и крупного направляющего вектора (LTVEC), применяемого для модификации локусов. На верхней панели показана геномная структура локусов Rag1 и Rag2 и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Каждый из Rag2 и Rag] содержит один экзон, обозначенный пунктирной серой штриховкой. Нижняя панель представляет собой LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm 1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00100] Figure 28 is a schematic representation of the rat Rag2 and Rag1 loci and the large targeting vector (LTVEC) used to modify the loci. The top panel shows the genomic structure of the Rag1 and Rag2 loci and the cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (48 kb and 15 kb, respectively; dark gray rectangles). Each of Rag2 and Rag] contains one exon, indicated by gray dotted shading. The bottom panel is LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 15 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (open arrows) that contains the rat Prm 1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the gene neomycin resistance.

[00101] Фигура 29 иллюстрирует анализ методом проточной цитометрии для экспрессии ЗФБ и для маркера Т-клеток CD3 (панели А и D), маркера В-клеток В220 (панели В и Е), и маркера NK-клеток CD161a (панели С и F) в мононуклеарных клетках периферической крови (МКПК), полученных от химерной II2rg-/y крысы (панели А-С) и крысы DA ДТ (панели D-F). Двойные положительные клетки показаны в квадранте R8. Фигура 29 иллюстрирует, что II2rg-/y МКПК не экспрессируют зрелые маркеры лимфоцитов.[00101] Figure 29 illustrates flow cytometric analysis for PBS expression and for the CD3 T cell marker (Panels A and D), the B220 B cell marker (Panels B and E), and the CD161a NK cell marker (Panels C and F ) in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) obtained from chimeric II2rg- / y rats (panels A-C) and DA DT rats (panels DF). Double positive cells are shown in the R8 quadrant. Figure 29 illustrates that II2rg- / y PBMCs do not express mature lymphocyte markers.

[00102] Фигура 30 иллюстрирует, что ЗФБ-положительные лимфоциты были выявлены в периферической крови 2 из 3 химер II2rg-/y.[00102] Figure 30 illustrates that PBS-positive lymphocytes were detected in the peripheral blood of 2 of 3 chimeras II2rg- / y.

[00103] На Фигуре 31 приведено схематическое изображение локуса крысиного Il2rg и направляющей плазмиды для полной гуманизации локуса крысиного Il2rg. На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного Il2rg и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Нижняя панель представляет собой направляющую плазмиду. 5' и 3' плечи гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющая плазмида содержит человеческую геномную область IL-2rg и делеционную кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00103] Figure 31 is a schematic representation of the rat Il2rg locus and a targeting plasmid for complete humanization of the rat Il2rg locus. The top panel shows the genomic structure of the rat Il2rg locus and cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively; dark gray rectangles) ... The bottom panel is the targeting plasmid. The 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting plasmid contains the human IL-2rg genomic region and a deletion cassette flanked by loxP regions (uncolored arrows) that contains a drug susceptibility selection cassette containing a human ubiquitin promoter operably linked to a neomycin resistance gene.

[00104] На Фигуре 32 приведено схематическое изображение локуса крысиного Il2rg и направляющей плазмиды для гуманизации эктодомена локуса крысиного Il2rg. На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного Il2rg и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Нижняя панель представляет собой направляющую плазмиду. 5' и 3' плечи гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющая плазмида содержит человеческую эктодоменную геномную область IL-2rg и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00104] Figure 32 is a schematic representation of the rat Il2rg locus and a targeting plasmid for humanizing the ectodomain of the rat Il2rg locus. The top panel shows the genomic structure of the rat Il2rg locus and cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively; dark gray rectangles) ... The bottom panel is the targeting plasmid. The 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting plasmid contains the human ectodomain genomic region of IL-2rg and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows) that contains the rat Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter functionally with a neomycin resistance gene.

[00105] На Фигуре 33 приведено выравнивание последовательностей белка человеческого IL-2rg (SEQ ГО №20; NP 000197.1); белка крысиного IL-2rg (SEQ ID №21; NP 543165.1); и химерного белка IL-2rg (SEQ ID №22), содержащего эктодомен человеческого IL-2rg, слитый с остатком белка крысиного IL-2rg. Место соединения человеческого и крысиного IL-2rg обозначено вертикальной линией.[00105] Figure 33 shows the sequence alignment of the human IL-2rg protein (SEQ ID # 20; NP 000197.1); rat IL-2rg protein (SEQ ID No. 21; NP 543165.1); and a chimeric IL-2rg protein (SEQ ID NO: 22) containing the human IL-2rg ectodomain fused to the rat IL-2rg protein residue. The junction of human and rat IL-2rg is indicated by a vertical line.

[00106] На Фигуре 34 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена мышиного Lrp5; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Lrp5 показан на нижней панели. Гуманизированная область является эктодоменом. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF) и ZFN (a-d).[00106] Figure 34 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of the murine Lrp5 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Lrp5 locus is shown in the bottom panel. The humanized area is an ectodomain. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF) and ZFN (a-d).

[00107] Фигура 35 иллюстрирует процентную эффективность нацеливания LTVEC, нацеленных на гены с возрастающим размером делеции (Фигура 35А), и LTVEC со вставками человеческих генов возрастающего размера (Фигура 35В). LTVEC применяли одни (серые квадраты или треугольники) или в комбинации с ZFN (черные квадраты или треугольники).[00107] Figure 35 illustrates the percent targeting efficiency of LTVECs targeting genes with increasing deletion size (Figure 35A), and LTVECs with increasing size human gene inserts (Figure 35B). LTVECs were used alone (gray squares or triangles) or in combination with ZFN (black squares or triangles).

[00108] На Фигуре 36 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации полной кодирующей области гена мышиного Trpa1; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Trpa1 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gA2, gB, gC, gD, gE2, gE, gF).[00108] Figure 36 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of the entire coding region of the murine Trpa1 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Trpa1 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gA2, gB, gC, gD, gE2, gE, gF).

[00109] На Фигуре 37 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации эктодомена (от экзона 2 до стоп-кодона) гена мышиного Folh1; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Folh1 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gA2, gB, gC, gD, gE, gE2, gF).[00109] Figure 37 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of the ectodomain (exon 2 to stop codon) of the mouse Folh1 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Folh1 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gA2, gB, gC, gD, gE, gE2, gF).

[00110] На Фигуре 38 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации области от экзона 2 до стоп-кодона гена мышиного С5 (Hc); LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного С5 (Hc) показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).[00110] Figure 38 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of the region from exon 2 to the stop codon of the mouse C5 gene (Hc); LTVEC is shown in the top panel and the mouse C5 (Hc) locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).

[00111] На Фигуре 39 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации полной кодирующей области гена мышиного Adamts5; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Adamts5 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gA2, gB, gC, gD, gE2, gE, gF).[00111] Figure 39 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of the entire coding region of the murine Adamts5 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Adamts5 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gA2, gB, gC, gD, gE2, gE, gF).

[00112] На Фигуре 40 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации экзонов 4-15 гена мышиного Erbb4; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного ЕгЬЬ4 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).[00112] Figure 40 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of exons 4-15 of the mouse Erbb4 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Erb4 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).

[00113] На Фигуре 41 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации экзонов 2-7 гена мышиного Ror1; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Ror1 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gB, gC, gD, gE, gF).[00113] Figure 41 is a schematic representation of CRISPR / Cas9 humanization of exons 2-7 of the murine Ror1 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Ror1 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gB, gC, gD, gE, gF).

[00114] На Фигуре 42 приведено схематическое изображение осуществляемой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации области от экзона 2 до стоп-кодона гена мышиного Dpp4; LTVEC показан на верхней панели, а локус мышиного Dpp4 показан на нижней панели. Стрелками указаны целевые сайты для каждой нРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).[00114] Figure 42 is a schematic representation of a CRISPR / Cas9 humanization region from exon 2 to the stop codon of the murine Dpp4 gene; LTVEC is shown in the top panel and the mouse Dpp4 locus is shown in the bottom panel. Arrows indicate target sites for each nRNA (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF).

[00115] Фигура 43 иллюстрирует головной мозг 12-месячных самок крыс, окрашенный X-gal. Фигуры 43А-С иллюстрируют мозг крысы дикого типа, а Фигуры 43D-F иллюстрируют мозг крысы АроЕ+/-. Фигуры 43А и D иллюстрируют вид сверху, Фигуры 43В и Е иллюстрируют вид снизу, а Фигуры 43С и F иллюстрируют вид крупным планом.[00115] Figure 43 illustrates X-gal stained brains of 12 month old female rats. Figures 43A-C illustrate the brain of a wild-type rat, and Figures 43D-F illustrate the brain of the rat ApoE +/- . Figures 43A and D illustrate a top view, Figures 43B and E illustrate a bottom view, and Figures 43C and F illustrate a close-up view.

[00116] Фигура 44 иллюстрирует сердце 12-месячных самок крыс (А и С) и соответствующие кровеносные сосуды крупным планом (В и D), окрашенные X-gal. Фигуры 44А и В иллюстрируют сердце и кровеносные сосуды, соответственно, полученные от крысы дикого типа, и Фигуры 44С и D иллюстрируют сердце и кровеносные сосуды, соответственно, полученные от крысы АроЕ+/-. Окрашивание наблюдали в полости сердца и некоторых сосудах (например, полой вене).[00116] Figure 44 illustrates the heart of 12 month old female rats (A and C) and the corresponding blood vessels in close-up (B and D), stained with X-gal. Figures 44A and B illustrate the heart and blood vessels, respectively, obtained from a wild-type rat, and Figures 44C and D illustrate the heart and blood vessels, respectively, obtained from an ApoE +/− rat. Staining was observed in the heart cavity and some vessels (eg, vena cava).

[00117] Фигура 45 иллюстрирует печень 12-месячных самок крыс, окрашенную X-gal. Фигуры 45А и В иллюстрируют печень, полученную от крысы дикого типа, а Фигуры 45С и D иллюстрируют печень крысы АроЕ+/-. На Фигурах 45В и D представлен вид печени крупным планом.[00117] Figure 45 illustrates the liver of 12 month old female rats stained with X-gal. Figures 45A and B illustrate the liver obtained from a wild-type rat and Figures 45C and D illustrate the liver of an ApoE +/- rat. Figures 45B and D show a close-up view of the liver.

[00118] Фигура 46 иллюстрирует определение уровней холестерина, ЛПНП, ЛПВП и триглицеридов (Фигуры 46A-D, соответственно) у гомозиготных АроЕ-таргетированных крыс, гетерозиготных ApoE-таргетированных крыс и крыс дикого типа в возрасте 6 недель, 9 недель, 12 недель и 15 недель.[00118] Figure 46 illustrates the determination of cholesterol, LDL, HDL and triglyceride levels (Figures 46A-D, respectively) in homozygous ApoE-targeted rats, heterozygous ApoE-targeted rats and wild-type rats at 6 weeks of age, 9 weeks, 12 weeks, and 15 weeks.

[00119] На Фигуре 47 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ (верхняя панель) и крупного направляющего вектора (LTVEC), который нацелен на локус крысиного АроЕ (нижняя панель). На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного АроЕ и геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Экзон 1 АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий, а экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником. Указаны целевые участки для нРНК2 (SEQ ID №87) и нРНК3 (SEQ ID №88) АроЕ. На нижней панели показан LTVEC для модификации локуса крысиного АроЕ. 5' и 3' плечи гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор мышиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00119] Figure 47 is a schematic representation of the rat ApoE locus (top panel) and a large targeting vector (LTVEC) that targets the rat ApoE locus (bottom panel). The top panel shows the genomic structure of the rat ApoE locus and the genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb, respectively; dark gray rectangles). Exon 1 ApoE is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines, and exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle. Target regions for nRNA2 (SEQ ID NO. 87) and nRNA3 (SEQ ID NO. 88) ApoE are indicated. The bottom panel shows LTVEC for modification of the rat ApoE locus. The 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (open arrows) that contains the murine Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the resistance gene to neomycin.

[00120] На фигуре 48 приведено схематическое изображение локуса крысиного Rag2 (верхняя панель) и крупного направляющего вектора (LTVEC), который нацелен на локус крысиного Rag2 (нижняя панель). На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного Rag2 и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Rag2 содержит один экзон, обозначенный пунктирной серой штриховкой. Rag2 содержит один экзон, обозначенный серым пунктиром. Указаны целевые участки для нPHK1 (SEQ ID №89) и нРНК4 (SEQ ID №90) Rag2. Нижняя панель представляет собой LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00120] Figure 48 is a schematic representation of the rat Rag2 locus (top panel) and a large targeting vector (LTVEC) that targets the rat Rag2 locus (bottom panel). The top panel shows the genomic structure of the rat Rag2 locus and cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (48 kb and 84 kb, respectively; dark gray rectangles). Rag2 contains one exon, indicated by dashed gray shading. Rag2 contains one exon, indicated by the gray dotted line. Target regions are indicated for nRNA1 (SEQ ID No. 89) and nRNA4 (SEQ ID No. 90) Rag2. The bottom panel is LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 84 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (open arrows) that contains the rat Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the resistance gene to neomycin.

[00121] На Фигуре 49 приведено схематическое изображение локуса крысиного Il2rg (верхняя панель) и направляющей плазмиды для гуманизации эктодомена локуса крысиного Il2rg (нижняя панель). На верхней панели показана геномная структура локуса крысиного Il2rg и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Указаны целевые участки для нРНК2 (SEQ ID №891) и нРНК4 (SEQ ID №92) Il2rg. Нижняя панель представляет собой направляющую плазмиду. 5' и 3' плечи гомологии (4,3 т.п.о. и 4,0 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющая плазмида содержит человеческую эктодоменную геномную область IL-2rg и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00121] Figure 49 is a schematic representation of the rat Il2rg locus (upper panel) and a targeting plasmid for humanizing the ectodomain of the rat Il2rg locus (lower panel). The top panel shows the genomic structure of the rat Il2rg locus and cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively; dark gray rectangles) ... Target regions for nRNA2 (SEQ ID NO. 891) and nRNA4 (SEQ ID NO. 92) Il2rg are indicated. The bottom panel is the targeting plasmid. The 5 'and 3' homology arms (4.3 kb and 4.0 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting plasmid contains the human ectodomain genomic region of IL-2rg and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows) that contains the rat Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter functionally with a neomycin resistance gene.

[00122] На Фигуре 50 приведено схематическое изображение локусов крысиного Rag2 и Rag1 и крупного направляющего вектора (LTVEC), применяемого для модификации локусов в Il2rg-таргетированных крысиных ЭС клетках (клон Il2rg-CG12). На верхней панели показана геномная структура локусов Rag1 и Rag2 и когнатных геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно; серые прямоугольники). Каждый из Rag2 и Rag1 содержит один экзон, обозначенный неокрашенными стрелками. Нижняя панель представляет собой LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно) обозначены серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (уЗФБ) и ген устойчивости к пуромициру, разделенные участком внутренней посадки рибосомы (IRES) и функционально связанные с промотором актина. LTVEC дополнительно содержит самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки), которая содержит промотор крысиного Prm1, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00122] Figure 50 is a schematic representation of the rat Rag2 and Rag1 loci and a large targeting vector (LTVEC) used to modify loci in Il2rg-targeted rat ES cells (clone Il2rg-CG12). The top panel shows the genomic structure of the Rag1 and Rag2 loci and the cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' arms of homology (48 kb and 15 kb, respectively; gray rectangles). Each of Rag2 and Rag1 contains one exon, indicated by unstained arrows. The bottom panel is LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 15 kb, respectively) are indicated by gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (uPPB) and a puromycin resistance gene separated by an internal ribosome entry site (IRES) and functionally linked to the actin promoter. The LTVEC further comprises a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows) that contains the rat Prm1 promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing the human ubiquitin promoter operably linked to the neomycin resistance gene.

[00123] Фигура 51 иллюстрирует схему замещения части локуса человеческого ADAM6 нуклеиновой кислотой, содержащей локусы мышиных Adam6a и Adam6b, при помощи LTVEC и направляющей РНК в человеческих иПС клетках. Участок-мишень для направляющей РНК обозначен стрелкой.[00123] Figure 51 illustrates a diagram of the replacement of a portion of the human ADAM6 locus with nucleic acid containing the murine Adam6a and Adam6b loci using LTVEC and guide RNA in human iPS cells. The target site for the guide RNA is indicated by an arrow.

[00124] Фигура 52А иллюстрирует морфологию, наблюдаемую для человеческих иПС клеток, культивируемых на протяжении 8 дней в среде 2i. Фигура 52В иллюстрирует морфологию, наблюдаемую для человеческих иПС клеток, культивируемых на протяжении 12 дней в среде 2i.[00124] Figure 52A illustrates the morphology observed for human iPS cells cultured for 8 days in medium 2i. Figure 52B illustrates the morphology observed for human iPS cells cultured for 12 days in medium 2i.

[00125] Фигуры 53A-53D иллюстрируют морфологию, наблюдаемую для человеческих иПС клеток, культивируемых в среде mTeSR™-hLIF или среде VG2i с низкой осмолярностью на протяжении 6 дней. Фигуры 53А и 53В иллюстрируют морфологию, наблюдаемую для человеческих иПС клеток, культивируемых в среде mTeSR™-hLIF (Фигура 53А) или среде VG2i (Фигура 53В) на протяжении 6 дней. Фигуры 53С и 53D иллюстрируют морфологию, наблюдаемую для человеческих иПС клеток, культивируемых на питающих клетках фибробластов крайней плоти новорожденного человека (NuFF) в среде mTeSR™-hLIF (Фигура 53С) или среде VG2i (Фигура 53D) на протяжении 6 дней.[00125] Figures 53A-53D illustrate the morphology observed for human iPS cells cultured in mTeSR ™ -hLIF medium or low osmolarity VG2i medium for 6 days. Figures 53A and 53B illustrate the morphology observed for human iPS cells cultured in mTeSR ™ -hLIF medium (Figure 53A) or VG2i medium (Figure 53B) for 6 days. Figures 53C and 53D illustrate the morphology observed for human iPS cells cultured on Newborn Human Foreskin Fibroblast Feeding Cells (NuFF) in mTeSR ™ -hLIF medium (Figure 53C) or VG2i medium (Figure 53D) for 6 days.

[00126] Фигура 54А иллюстрирует перепрограммированные человеческие иПС клетки, культивируемые в среде VG2i, которые были окрашены в отношении щелочной фосфатазы. Фигуры 54В и 54С иллюстрирует перепрограммированные человеческие иПС клетки, культивируемые в среде VG2i, которые были иммуноокрашены в отношении экспрессии NANOG.[00126] Figure 54A illustrates reprogrammed human iPS cells cultured in VG2i medium that have been stained for alkaline phosphatase. Figures 54B and 54C illustrate reprogrammed human iPS cells cultured in VG2i medium that have been immunostained for NANOG expression.

[00127] Фигуры 55А-55С иллюстрируют ферментативную диссоциацию и пересев перепрограммированных человеческих иПС клеток, культивируемых в среде VG2i. Фигура 55А иллюстрирует перепрограммированные человеческие иПС клетки, культивируемые в среде VG2i, до ферментативной диссоциации трипсином в отсутствие ингибитора ROCK. Фигура 55В иллюстрирует человеческие иПС клетки, культивируемые в среде VG2i на протяжении 1 дня после пересева. Фигура 55С иллюстрирует человеческие иПС клетки, культивируемые в среде VG2i на протяжении 4 дней после пересева.[00127] Figures 55A-55C illustrate enzymatic dissociation and subculture of reprogrammed human iPS cells cultured in VG2i medium. Figure 55A illustrates reprogrammed human iPS cells cultured in VG2i medium prior to enzymatic trypsin dissociation in the absence of a ROCK inhibitor. Figure 55B illustrates human iPS cells cultured in VG2i medium for 1 day after subculture. Figure 55C illustrates human iPS cells cultured in VG2i medium for 4 days after subculture.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[00128] Предложены композиции и способы для модификации представляющего интерес геномного локуса крысы, эукариотического организма, отличного от крысы эукариотического организма, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка путем бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР) в прокариотической клетке. Также предложены композиции и способы для генетической модификации представляющего интерес геномного локуса, например, представляющего интерес геномного локуса крысы, эукариотического организма, отличного от крысы эукариотического организма, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна или мыши при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC) в комбинации с эндонуклеазами. Также предложены композиции и способы для получения генетически модифицированного отличного от человека животного, например, крысы, мыши, грызуна, отличного от крысы грызуна, содержащего одну или более направленных генетических модификаций. Также предложены выделенные человеческие и нечеловеческие тотипотентные или плюрипотентные стволовые клетки, в частности, крысиные эмбриональные стволовые клетки, которые способны сохранять плюрипотентность после одной или более серийных генетических модификаций in vitro, и которые способны передавать направленные генетические модификации последующим поколениям через зародышевую линию.[00128] Compositions and methods are provided for modifying a genomic locus of interest from a rat, eukaryotic organism, non-rat eukaryotic organism, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse or hamster by bacterial homologous recombination (BHR) in a prokaryotic cell. Also provided are compositions and methods for genetically modifying a genomic locus of interest, for example, a genomic locus of interest, a rat, a eukaryotic organism, a non-rat eukaryotic organism, a mammal, a non-human mammal, a human, a rodent, a non-rat rodent, or a mouse, using a large targeting vector (LTVEC) in combination with endonucleases. Also provided are compositions and methods for producing a genetically modified non-human animal, eg, a rat, a mouse, a non-rat rodent, containing one or more targeted genetic modifications. Also provided are isolated human and non-human totipotent or pluripotent stem cells, in particular rat embryonic stem cells, which are capable of maintaining pluripotency after one or more serial genetic modifications in vitro, and which are capable of transmitting targeted genetic modifications to subsequent generations through the germ line.

ГлоссарийGlossary

[00129] Употребляемый в данном документе термин «эмбриональная стволовая клетка» или «ЭС клетка» включает полученную из эмбриона тотипотентную или плюрипотентную клетку, которая способна развиться в любую ткань развивающегося эмбриона после внесения в эмбрион. Употребляемый в данном документе термин «плюрипотентная клетка» включает недифференцированную клетку, которая обладает способностью развиваться в более чем один тип дифференцированных клеток. Термин «неплюрипотентная клетка» включает клетки, которые не являются плюрипотентными клетками.[00129] As used herein, the term "embryonic stem cell" or "ES cell" includes an embryo-derived totipotent or pluripotent cell that is capable of developing into any tissue of the developing embryo after being introduced into the embryo. As used herein, the term "pluripotent cell" includes an undifferentiated cell that has the ability to develop into more than one type of differentiated cell. The term "non-pluripotent cell" includes cells that are not pluripotent cells.

[00130] Употребляемый в данном документе термин «гомологичная нуклеиновая кислота» включает нуклеотидную последовательность, которая идентична или в значительной степени сходна с известной контрольной последовательностью. В одном варианте реализации изобретения термин «гомологичная нуклеиновая кислота» используют для характеристики последовательности, имеющей аминокислотную последовательность, которая по меньшей мере на 70%, по меньшей мере на 75%, по меньшей мере на 80%, по меньшей мере на 85%, по меньшей мере на 90%, по меньшей мере на 95%, по меньшей мере на 96%, по меньшей мере на 97%, по меньшей мере на 98%, по меньшей мере на 99% или даже 100% идентична с известной контрольной последовательностью.[00130] As used herein, the term "homologous nucleic acid" includes a nucleotide sequence that is identical or substantially similar to a known control sequence. In one embodiment, the term "homologous nucleic acid" is used to characterize a sequence having an amino acid sequence that is at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 99% or even 100% identical with a known control sequence.

[00131] Употребляемый в данном документе термин «ортологичная нуклеиновая кислота» включает нуклеотидную последовательность одного вида, которая является функционально эквивалентной известной контрольной последовательности другого вида.[00131] As used herein, the term "orthologous nucleic acid" includes a nucleotide sequence of one species that is functionally equivalent to a known control sequence of another species.

[00132] Употребляемый в данном документе термин «крупный направляющий вектор» или «LTVEC» (от англ. «large targeting vector») включает крупные направляющие векторы для эукариотических клеток, которые получены из фрагментов клонированной геномной ДНК, крупнее тех, которые обычно используются в других подходах для осуществления гомологичного таргетирования генов в эукариотических клетках. Примеры LTVEC включают, но не ограничиваются этим, бактериальную искусственную хромосому (БИХ) и дрожжевую искусственную хромосому (ДИХ).[00132] As used herein, the term "large targeting vector" or "LTVEC" (from the English. "Large targeting vector") includes large targeting vectors for eukaryotic cells that are obtained from fragments of cloned genomic DNA, larger than those commonly used in other approaches to implement homologous targeting of genes in eukaryotic cells. Examples of LTVECs include, but are not limited to, bacterial artificial chromosome (IIR) and yeast artificial chromosome (DIR).

[00133] Употребляемый в данном документе термин «модификация аллеля» (МОА) включает модификацию конкретной последовательности ДНК из одного аллеля гена(ов) или хромосомного локуса (локусов) в геноме. Описываемые в данном документе примеры «модификации аллеля (МОА)» включают, но не ограничиваются этим, удаления, замены или вставки как минимум одного нуклеотида или удаления многих тысяч пар оснований, составляющих представляющий интерес ген(ы) или хромосомный локус(ы), а также любые и всевозможные вариации между этими двумя крайними значениями.[00133] As used herein, the term "allele modification" (MOA) includes the modification of a specific DNA sequence from one allele of a gene (s) or chromosomal locus (s) in a genome. As described herein, examples of "allele modification (MOA)" include, but are not limited to, deletions, substitutions, or insertions of at least one nucleotide, or deletions of many thousands of base pairs constituting the gene (s) or chromosomal locus (s) of interest, and also any and all possible variations between these two extremes.

[00134] Употребляемый в данном документе термин «участок рекомбинации» включает нуклеотидную последовательность, которая распознается сайт-специфической рекомбиназой и которая может служить субстратом для акта рекомбинации.[00134] As used herein, the term "recombination site" includes a nucleotide sequence that is recognized by a site-specific recombinase and that can serve as a substrate for the act of recombination.

[00135] «Серийные» генетические модификации включают две или более модификаций, независимо проводимых с клеткой (например, эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, клеткой отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, человеческой иПС клеткой, человеческой клеткой, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, крысиной клеткой, мышиной клеткой, клеткой хомяка, фибробластом или клеткой яичников китайского хомяка (СНО)). Первая модификация может быть осуществлена путем электропорации или любым другим известным в данной области техники способом. Затем проводят вторую модификацию того же самого клеточного генома, применяя подходящую вторую нуклеотидную конструкцию. Вторая модификация может быть осуществлена путем второй электропорации или любым другим известным в данной области техники способом. В различных вариантах реализации изобретения после первой и второй генетических модификаций одной и той же клетки, третья, четвертая, пятая, шестая и т.д. серийные генетические модификации (одна за другой) могут быть осуществлены при помощи, например, серийной электропорации или любого другого известного в данной области техники подходящего способа (серийного).[00135] "Serial" genetic modifications include two or more modifications independently performed on a cell (e.g., eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, human cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human, pluripotent cell human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast or ovarian cell Chinese hamster (CHO)). The first modification can be carried out by electroporation or any other method known in the art. A second modification of the same cellular genome is then carried out using a suitable second nucleotide construct. The second modification can be accomplished by a second electroporation or any other method known in the art. In various embodiments of the invention, after the first and second genetic modifications of the same cell, the third, fourth, fifth, sixth, etc. serial genetic modifications (one after the other) can be carried out using, for example, serial electroporation or any other suitable method known in the art (serial).

[00136] Употребляемый в данном документе термин «сайт-специфическая рекомбиназа» включает группу ферментов, которые могут облегчать рекомбинацию между «участками рекомбинации», когда два участка рекомбинации физически разделены в пределах одной молекулы нуклеиновой кислоты или находятся на отдельных молекулах нуклеиновых кислот. Примеры «сайт-специфических рекомбиназ» включают, но не ограничиваются этим, рекомбиназы Cre, Flp и Dre.[00136] As used herein, the term "site-specific recombinase" includes a group of enzymes that can facilitate recombination between "recombination sites" when two recombination sites are physically separated within the same nucleic acid molecule or are on separate nucleic acid molecules. Examples of "site-specific recombinases" include, but are not limited to, Cre, Flp, and Dre recombinases.

[00137] Термин «зародышевая линия» в отношении нуклеотидной последовательности включает нуклеотидную последовательность, которая может передаваться потомству.[00137] The term "germline" in relation to a nucleotide sequence includes a nucleotide sequence that can be passed on to offspring.

[00138] Выражение «тяжелая цепь» или «тяжелая цепь иммуноглобулина» включает последовательность тяжелой цепи иммуноглобулина, включая последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина, из любого организма. Вариабельные домены тяжелой цепи включают три CDR тяжелой цепи и четыре области FR, если не указано иное. Фрагменты тяжелых цепей включают CDR, CDR и FR и их комбинации. Типовая тяжелая цепь содержит следующие элементы: вариабельный домен (от N-конца до С-конца), домен СН1, шарнирную область, домен CH2 и домен СН3. Функциональный фрагмент тяжелой цепи включает фрагмент, который способен специфически распознавать эпитоп (например, распознавать эпитоп с KД в микромолярном, наномолярном или пикомолярном диапазоне), который способен экспрессироваться и секретироваться из клетки и который содержит по меньшей мере одну CDR. Вариабельные домены тяжелой цепи кодируются нуклеотидной последовательностью вариабельной области, которая в общем случае содержит сегменты VH, DH и JH, полученные из набора сегментов VH, DH и JH, присутствующих в зародышевой линии. Последовательности, местоположение и номенклатуру для сегментов тяжелой цепи V, D и J для различных организмов можно найти в базе данных IMGT, которая доступна через интернет по адресу (www) с URL «imgt.org».[00138] The expression "heavy chain" or "heavy chain of an immunoglobulin" includes an immunoglobulin heavy chain sequence, including an immunoglobulin heavy chain constant region sequence, from any organism. Heavy chain variable domains include three heavy chain CDRs and four FR regions, unless otherwise indicated. Heavy chain fragments include CDRs, CDRs, and FRs, and combinations thereof. Typical heavy chain comprises the following elements: variable domain (from N-terminus to C-terminus) domain C H 1, hinge, C H 2 domain and C H 3 domain is functional fragment comprises a heavy chain fragment, which is capable of specifically recognizing an epitope (for example, recognize an epitope with K D in the micromolar, nanomolar or picomolar range) that is capable of being expressed and secreted from the cell and that contains at least one CDR. The heavy chain variable domains are encoded by the variable region nucleotide sequence, which generally contains V H , D H and J H segments derived from a set of V H , D H and J H segments present in the germline. The sequences, location and nomenclature for the V, D and J heavy chain segments for various organisms can be found in the IMGT database, which is accessible via the Internet at (www) with the URL "imgt.org".

[00139] Выражение «легкая цепь» включает последовательность легкой цепи иммуноглобулина любого организма и, если не указано иное, включает человеческие каппа (κ) и лямбда (λ) легкие цепи и VpreB, а также суррогатные легкие цепи. Вариабельные домены легкой цепи, как правило, включают три CDR легкой цепи и четыре каркасные области (FR), если не указано иное. В общем случае полноразмерная легкая цепь включает, от амино-конца к карбокси-концу, вариабельный домен, который содержит FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4, и аминокислотную последовательность константной области легкой цепи. Вариабельные домены легкой цепи кодируются нуклеотидной последовательностью вариабельной области легкой цепи, которая в общем случае содержит генные сегменты легкой цепи VL и JL, полученные из набора генных сегментов легкой цепи V и J, присутствующих в зародышевой линии. Последовательности, местоположение и номенклатуру для генных сегментов легкой цепи V и J для различных организмов можно найти в базе данных IMGT, которая доступна через интернет по адресу (www) с URL «imgt.org». Легкие цепи включают те, которые, например, избирательно не связываются с первым или вторым эпитопом, избирательно связываемым эпитопсвязывающим белком, в котором они находятся. Легкие цепи также включают те, которые связываются и распознают или помогают тяжелой цепи связывать и распознавать один или более эпитопов, избирательно связываемых эпитопсвязывающим белком, в котором они находятся.[00139] The expression "light chain" includes an immunoglobulin light chain sequence of any organism and, unless otherwise indicated, includes human kappa (κ) and lambda (λ) light chains and VpreB, as well as surrogate light chains. Light chain variable domains typically include three light chain CDRs and four framework regions (FRs), unless otherwise indicated. In general, a full-length light chain comprises, from the amino terminus to the carboxy terminus, a variable domain that contains FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4, and the amino acid sequence of the constant region of the light chain. Light chain variable domains are encoded by the light chain variable region nucleotide sequence, which generally contains light chain V L and J L gene segments derived from a set of germline V and J light chain gene segments. The sequences, location and nomenclature for the V and J light chain gene segments for various organisms can be found in the IMGT database, which is available online at (www) with the URL "imgt.org". Light chains include those that, for example, do not selectively bind to the first or second epitope that is selectively bound by the epitope-binding protein in which they are located. Light chains also include those that bind and recognize or help the heavy chain to bind and recognize one or more epitopes that are selectively bound by the epitope-binding protein in which they are located.

[00140] Выражение «функционально связанный» отображает взаимосвязь, в которой функционально связанные компоненты функционируют надлежащим образом. В одном случае нуклеотидная последовательность, кодирующая белок, может быть функционально связана с регуляторными последовательностями (например, промотором, энхансером, последовательностью сайленсера и т.д.) таким образом, чтобы поддерживать надлежащую транскрипционную регуляцию. В одном случае нуклеотидная последовательность вариабельной области иммуноглобулина (или сегментов V(D)J) может быть функционально связана с нуклеотидной последовательностью константной области иммуноглобулина таким образом, чтобы создавать возможность надлежащей рекомбинации между последовательностями в последовательность тяжелой или легкой цепи иммуноглобулина.[00140] The expression "operatively linked" represents the relationship in which the functionally linked components function as intended. In one case, the nucleotide sequence encoding the protein can be operably linked to regulatory sequences (eg, promoter, enhancer, silencer sequence, etc.) so as to maintain proper transcriptional regulation. In one instance, an immunoglobulin variable region nucleotide sequence (or V (D) J segments) may be operably linked to an immunoglobulin constant region nucleotide sequence so as to allow proper recombination between sequences to form an immunoglobulin heavy or light chain sequence.

1. Целевой локус, содержащий нуклеиновую кислоту1. Target locus containing nucleic acid

[00141] Предложены различные способы и композиции, которые позволяют осуществлять интеграцию по меньшей мере одной нуклеотидной вставки в целевой локус. В контексте данного документа «представляющий интерес геномный локус» содержит любой сегмент или участок ДНК в пределах генома, в который необходимо интегрировать нуклеотидную вставку. Термины «представляющий интерес геномный локус» и «представляющий интерес целевой геномный локус» можно применять взаимозаменяемо. Представляющий интерес геномный локус может быть нативным по отношению к клетке или, в альтернативном варианте, может содержать гетерологичный или экзогенный сегмент ДНК, который был интегрирован в геном клетки. Такие гетерологичные или экзогенные сегменты ДНК могут включать трансгены, экспрессионные кассеты, полинуклеотид, кодирующий селективные маркеры, или гетерологичные или экзогенные области геномной ДНК. Термин «локус» определен в данном документе как сегмент ДНК в пределах геномной ДНК. Описанные в данном документе генетические модификации могут включать одну или более делеций из представляющего интерес локуса, добавок в представляющий интерес локус, замещение представляющего интерес локуса и/или любые их комбинации. Представляющий интерес локус может содержать кодирующие области или некодирующие регуляторные области.[00141] Various methods and compositions have been proposed that allow for the integration of at least one nucleotide insert into a target locus. As used herein, a "genomic locus of interest" comprises any segment or region of DNA within a genome into which a nucleotide insert is to be integrated. The terms "genomic locus of interest" and "genomic target of interest" may be used interchangeably. The genomic locus of interest may be native to the cell or, alternatively, may contain a heterologous or exogenous DNA segment that has been integrated into the genome of the cell. Such heterologous or exogenous DNA segments may include transgenes, expression cassettes, polynucleotide encoding selectable markers, or heterologous or exogenous regions of genomic DNA. The term "locus" is defined herein as a segment of DNA within genomic DNA. Genetic modifications described herein may include one or more deletions from a locus of interest, additions to a locus of interest, substitution of a locus of interest, and / or any combination thereof. The locus of interest may contain coding regions or non-coding regulatory regions.

[00142] Представляющий интерес геномный локус может дополнительно содержать любой компонент системы направленной интеграции, включая, например, участок распознавания, селективный маркер, ранее интегрированную нуклеотидную вставку, полинуклеотиды, кодирующие нуклеазные агенты, промоторы и т.д. В альтернативном варианте представляющий интерес геномный локус может быть расположен во внехромосомной ДНК в пределах клетки, такой как дрожжевая искусственная хромосома (ДИХ), бактериальная искусственная хромосома (БИХ), человеческая искусственная хромосома или любая другая сконструированная геномная область, находящаяся в подходящей клетке-хозяине. В различных вариантах реализации изобретения целевой локус может содержать нативную, гетерологичную или экзогенную нуклеотидную последовательность прокариота, эукариота, отличного от крысы эукариота, дрожжей, бактерий, отличного от человека млекопитающего, нечеловеческой клетки, грызуна, отличного от крысы грызуна, человека, крысы, мыши, хомяка, кролика, свиньи, быка, оленя, овцы, козы, курицы, кошки, собаки, хорька, примата (например, мармозетки, макака-резуса), домашнего млекопитающего или сельскохозяйственного млекопитающего или любого другого представляющего интерес организма или их комбинаций. В некоторых вариантах реализации изобретения представляющий интерес геномный локус содержит нуклеотидную последовательность человека, мыши или их комбинацию.[00142] The genomic locus of interest may further comprise any component of a targeted integration system, including, for example, a recognition site, a selectable marker, a previously integrated nucleotide insert, polynucleotides encoding nuclease agents, promoters, etc. Alternatively, the genomic locus of interest may be located in extrachromosomal DNA within a cell, such as a yeast artificial chromosome (DIR), a bacterial artificial chromosome (IIR), a human artificial chromosome, or any other engineered genomic region found in a suitable host cell. In various embodiments, the target locus may comprise a native, heterologous, or exogenous nucleotide sequence of a prokaryote, eukaryote, non-rat eukaryote, yeast, bacteria, non-human mammal, non-human cell, rodent, non-rat rodent, human, rat, mouse, a hamster, rabbit, pig, bull, deer, sheep, goat, chicken, cat, dog, ferret, primate (eg, marmoset, rhesus monkey), domestic mammal or agricultural mammal, or any other organism of interest, or combinations thereof. In some embodiments, the genomic locus of interest comprises a nucleotide sequence from a human, a mouse, or a combination thereof.

[00143] В конкретных вариантах реализации изобретения целевой локус получен из, например, эукариотической клетки, некрысиной эукариотической клетки, клетки млекопитающего, человеческой клетки, клетки отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клетки, неплюрипотентной клетки, нечеловеческой плюрипотентной клетки, человеческой плюрипотентной клетки, человеческой ЭС клетки, человеческой взрослой стволовой клетки, человеческой клетки-предшественника с ограниченным развитием, человеческой иПС клетки, человеческой клетки, клетки грызуна, клетки отличного от крысы грызуна, крысиной клетки, мышиной клетки, клетки хомяка, фибробласта или клетки СНО.[00143] In certain embodiments, the target locus is derived from, for example, eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, human cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human pluripotent cell, human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast or CHO cell.

[00144] В конкретных вариантах реализации изобретения представляющий интерес геномный локус содержит целевой локус «крысиной нуклеиновой кислоты». Такая область содержит нуклеиновую кислоту крысы, которая интегрирована в геном клетки. Неограничивающие примеры целевых локусов включают геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в В-клетке, геномный локус, который экспрессирует полипептид в незрелой В-клетке, геномный локус, который экспрессирует полипептид в зрелой В-клетке, локусы иммуноглобулина (Ig) или локусы рецепторов Т-клеток, включая, например, локус альфа рецептора Т-клеток. Дополнительные примеры целевых геномных локусов включают локус Fcer1a, локус Tlr4, локус Prlr, локус Notch4, локус Accn2, локус Adamts5, локус Trpa1, локус Folh1, локус Lrp5, локус рецептора IL2, включая, например, локус рецептора IL2 гамма (Il2rg), локус ApoE, локус Rag1, локус Rag2, локус Rag1/Rag2 и локус Erbb4. Любой такой целевой локус может быть получен из крысы или может быть получен из эукариотической клетки, некрысиной эукариотической клетки, клетки млекопитающего, человеческой клетки или клетки отличного от человека млекопитающего.[00144] In certain embodiments, the genomic locus of interest comprises a target rat nucleic acid locus. This region contains rat nucleic acid, which is integrated into the genome of the cell. Non-limiting examples of target loci include a genomic locus that encodes a protein expressed in a B cell, a genomic locus that expresses a polypeptide in an immature B cell, a genomic locus that expresses a polypeptide in a mature B cell, immunoglobulin (Ig) loci or receptor loci T cells, including, for example, the alpha T cell receptor locus. Additional examples of target genomic loci include Fcer1a locus, Tlr4 locus, Prlr locus, Notch4 locus, Accn2 locus, Adamts5 locus, Trpa1 locus, Folh1 locus, Lrp5 locus, IL2 receptor locus including, for example, IL2 gamma receptor locus (Il2rg), locus ApoE, Rag1 locus, Rag2 locus, Rag1 / Rag2 locus and Erbb4 locus. Any such target locus may be from a rat, or may be from a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a mammalian cell, a human cell, or a non-human mammalian cell.

[00145] В одном варианте реализации изобретения целевой локус кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения целевой локус кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина крысы. В одном варианте реализации изобретения целевой локус содержит последовательность геномной ДНК, содержащую неперестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина крысы, мыши или человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи иммуноглобулина. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина представляет собой нуклеотидную последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина крысы, мыши или человека, выбранную из СН1, шарнирной области, СН2, СН3 и их комбинации. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи содержит СН1-шарнирную область-СН2-СН3. В одном варианте реализации изобретения целевой локус содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина крысы, мыши или человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи иммуноглобулина. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина представляет собой нуклеотидную последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина крысы, мыши или человека, выбранную из СН1, шарнирной области, СН2, СН3 и их комбинации. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи содержит СН1-шарнирную область-СН2-СН3.[00145] In one embodiment, the target locus encodes the amino acid sequence of the heavy chain variable region of a mammalian immunoglobulin. In one embodiment, the target locus encodes the amino acid sequence of a rat immunoglobulin heavy chain variable region. In one embodiment of the invention, the target locus comprises a genomic DNA sequence containing an unrearranged nucleotide sequence of the variable region of the heavy chain of a rat, mouse, or human immunoglobulin operably linked to the nucleotide sequence of the constant region of the heavy chain of an immunoglobulin. In one embodiment, the immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence is a rat, mouse, or human immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence selected from CH1, hinge, CH2, CH3, and combinations thereof. In one embodiment, the heavy chain constant region nucleotide sequence comprises a CH1 hinge region-CH2-CH3. In one embodiment, the target locus comprises a rearranged rat, mouse, or human immunoglobulin heavy chain variable region nucleotide sequence operably linked to the immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence. In one embodiment, the immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence is a rat, mouse, or human immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence selected from CH1, hinge, CH2, CH3, and combinations thereof. In one embodiment, the heavy chain constant region nucleotide sequence comprises a CH1 hinge region-CH2-CH3.

[00146] В одном варианте реализации изобретения целевой локус содержит последовательность геномной ДНК, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения последовательность геномной ДНК содержит неперестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ и/или κ легкой цепи млекопитающего.[00146] In one embodiment, the target locus comprises a genomic DNA sequence that encodes the amino acid sequence of the variable region of the light chain of a mammalian immunoglobulin. In one embodiment of the invention, the genomic DNA sequence comprises a non-rearranged nucleotide sequence of the λ and / or κ light chain variable region of a mammal.

[00147] В одном варианте реализации изобретения последовательность геномной ДНК содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ и/или κ легкой цепи млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения перестроенная нуклеотидная последовательность вариабельной области λ или κ легкой цепи функционально связана с нуклеотидной последовательностью константной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего, выбранной из нуклеотидной последовательности константной области λ легкой цепи и нуклеотидной последовательности константной области κ легкой цепи. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего представляет собой нуклеотидную последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина крысы. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего представляет собой нуклеотидную последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина мыши. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего представляет собой нуклеотидную последовательность константной области легкой цепи иммуноглобулина человека.[00147] In one embodiment, the genomic DNA sequence comprises a rearranged nucleotide sequence of the λ and / or κ light chain variable region of a mammal. In one embodiment, the rearranged λ or κ light chain variable region nucleotide sequence is operably linked to a mammalian immunoglobulin light chain constant region nucleotide sequence selected from a λ light chain constant region nucleotide sequence and a κ light chain constant region nucleotide sequence. In one embodiment, the nucleotide sequence of a mammalian immunoglobulin light chain constant region is the nucleotide sequence of a rat immunoglobulin light chain constant region. In one embodiment, the mammalian immunoglobulin light chain constant region nucleotide sequence is the mouse immunoglobulin light chain constant region nucleotide sequence. In one embodiment, the nucleotide sequence of a mammalian immunoglobulin light chain constant region is the nucleotide sequence of a human immunoglobulin light chain constant region.

[00148] В контексте данного документа локус ApoE, локус рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локус Rag2, локус Rag1 и/или локус Rag2/Rag1 содержит соответствующие области генома (т.е. генома млекопитающего, генома человека или генома отличного от человека млекопитающего), в котором расположен каждый из этих генов или генных комбинаций. Модификация любого из локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 (т.е. локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или комбинированного локуса Rag2/Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего) может включать любое необходимое изменение в заданном локусе. Неограничивающие примеры модификаций в заданном локусе (т.е. локусе млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего) более подробно обсуждаются ниже.[00148] In the context of this document, the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus (Il2rg), the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus contains the corresponding regions of the genome (i.e., the mammalian genome, human genome or genome other than human mammal) in which each of these genes or gene combinations is located. Modification of any of the ApoE locus, interleukin-2 gamma receptor locus (Il2rg), Rag2 locus, Rag1 locus and / or Rag2 / Rag1 locus (i.e., ApoE locus, interleukin-2 gamma receptor locus, Rag2 locus, Rag1 locus and / or a combined mammalian, human, or non-human mammalian Rag2 / Rag1 locus) may include any desired change at a given locus. Non-limiting examples of modifications at a given locus (ie, mammalian, human, or non-human mammalian locus) are discussed in more detail below.

[00149] Например, в конкретных вариантах реализации изобретения один или более из локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 (локуса АроЕ млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса Rag2 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего и/или локуса Rag2/Rag1) модифицируют так, чтобы активность и/или уровень кодируемого белка АроЕ или белка рецептора интерлейкина-2 гамма, или белка Rag1, или белка Rag2, или комбинации белков Rag1 и Rag2 снижались. В других вариантах реализации изобретения активность белка АроЕ, белка рецептора интерлейкина-2 гамма, белка Rag1 или белка Rag2, или комбинации белков Rag1 и Rag2 отсутствует.[00149] For example, in certain embodiments, one or more of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus (Il2rg), the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus (the ApoE locus of a mammal, human or non-human mammal , locus of interleukin-2 gamma receptor of mammalian, human or non-human mammal, locus of Rag2 of mammalian, human or non-human mammal and / or locus of Rag2 / Rag1) is modified so that the activity and / or level of encoded ApoE protein or interleukin receptor protein -2 gamma, or Rag1 protein, or Rag2 protein, or a combination of Rag1 and Rag2 proteins decreased. In other embodiments, the ApoE protein, interleukin-2 gamma receptor protein, Rag1 protein or Rag2 protein, or a combination of Rag1 and Rag2 proteins is absent.

[00150] Под «снижается» подразумевается любое снижение уровня или активности гена/белка, кодируемого в представляющем интерес локусе. Например, снижение активности может включать (1) статистически значимое снижение общего уровня или активности данного белка (т.е. АроЕ, рецептора интерлейкина-2 гамма, Rag2, Rag2 или комбинации Rag1 и Rag2), включая, например, снижение уровня или активности на 0,5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 120% или более по сравнению с соответствующим контролем. Способы анализа снижения концентрации и/или активности любого из АроЕ, рецептора интерлейкина-2 гамма, Rag1 и Rag2 известны в данной области техники.[00150] By "decreasing" is meant any decrease in the level or activity of a gene / protein encoded at the locus of interest. For example, a decrease in activity can include (1) a statistically significant decrease in the total level or activity of a given protein (i.e., ApoE, interleukin-2 gamma receptor, Rag2, Rag2, or a combination of Rag1 and Rag2), including, for example, a decrease in the level or activity by 0.5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 120% or more compared to the corresponding control ... Methods for assaying the decrease in concentration and / or activity of any of ApoE, interleukin-2 gamma receptor, Rag1 and Rag2 are known in the art.

[00151] В других вариантах реализации изобретения один или более из локуса АроЕ млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса Rag2 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего и/или локуса Rag2/Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего содержат модификацию, которая приводит к тому, что активность и/или уровень кодируемого полипептида АроЕ, полипептида рецептора интерлейкина-2 гамма, полипептида Rag2, полипептида Rag1 или полипептида Rag1 и Rag2 повышается. Под «повышается» подразумевается любое повышение уровня или активности гена/белка, кодируемого в представляющем интерес локусе. Например, повышение активности может включать (1) статистически значимое повышение общего уровня или активности данного белка (т.е. АроЕ, рецептора интерлейкина-2 гамма, Rag1, Rag2 или Rag1 и Rag2), включая, например, повышение уровня или активности на 0,5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 120% или более по сравнению с соответствующим контролем. Способы анализа повышения концентрации и/или активности любого из АроЕ, Rag1, Rag2 и рецептора интерлейкина-2 гамма известны в данной области техники.[00151] In other embodiments, one or more of a mammalian, human or non-human mammalian ApoE locus, a mammalian, human or non-human mammalian interleukin-2 gamma receptor locus, a mammalian, human or non-human mammalian Rag2 locus, a locus Mammalian, human or non-human mammalian Rag1 and / or the mammalian, human or non-human mammalian Rag2 / Rag1 locus contain a modification that results in the activity and / or level of the encoded ApoE polypeptide, interleukin-2 gamma receptor polypeptide, polypeptide Rag2, Rag1 polypeptide or Rag1 polypeptide and Rag2 is increased. By "increasing" is meant any increase in the level or activity of a gene / protein encoded at a locus of interest. For example, an increase in activity may include (1) a statistically significant increase in the overall level or activity of a given protein (i.e., ApoE, interleukin-2 gamma receptor, Rag1, Rag2, or Rag1 and Rag2), including, for example, increasing the level or activity by 0 , 5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 120% or more compared to the corresponding control. Methods for assaying the increase in concentration and / or activity of any of ApoE, Rag1, Rag2, and the interleukin-2 gamma receptor are known in the art.

[00152] Генетическая модификация локуса АроЕ млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса Rag2 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, локуса Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего и/или локуса Rag2/Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего может включать удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе, вставку экзогенной нуклеиновой кислоты в геномный локус или их комбинацию. Удаление и/или вставка могут находиться в любом месте заданного локуса, как обсуждается в другом месте данного документа.[00152] Genetic modification of the mammalian, human or non-human mammalian ApoE locus, the mammalian, human or non-human mammalian interleukin-2 gamma receptor locus, the mammalian, human or non-human mammalian Rag2 locus, the mammalian, human or non-human Rag1 locus a human mammalian and / or a mammalian Rag2 / Rag1 locus, a human, or a non-human mammal may comprise deletion of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus, insertion of an exogenous nucleic acid at a genomic locus, or a combination thereof. The deletion and / or insertion can be anywhere on a given locus, as discussed elsewhere in this document.

[00153] Дополнительные предложенные в данном документе варианты реализации изобретения включают модификацию одного или более из локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего путем замещения части локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 соответствующей гомологичной или ортологичной частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 другого организма.[00153] Additional embodiments provided herein include modifying one or more of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus of a mammal, human, or non-human mammal by replacing part locus ApoE, locus of receptor interleukin-2 gamma (Il2rg), locus Rag2, locus Rag1 and / or locus Rag2 / Rag1 corresponding homologous or orthologous part of locus ApoE, locus of receptor interleukin-2 gamma, locus Rag2, locus Rag1 and / or locus Rag2 / Rag1 of another organism.

[00154] В других вариантах реализации изобретения модификацию одного или более из локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 осуществляют путем замещения части локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 полинуклеотидной вставкой, обладающей по всей своей длине сходством по меньшей мере на 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% с частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1, которую она замещает.[00154] In other embodiments, modification of one or more of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus is performed by replacing part of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus (Il2rg ), the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus, a polynucleotide insert having at least 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% similarity along its entire length , 96%, 97%, 98%, 99% with a portion of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus that it replaces.

[00155] Заданная полинуклеотидная вставка и/или соответствующая удаляемая область локуса может быть кодирующей областью, интроном, экзоном, нетранслируемой областью, регуляторной областью, промотором или энхансером или любой их комбинацией или частью. Кроме того, заданная полинуклеотидная вставка и/или удаляемая область локуса могут, например, быть любой необходимой длины, включая, например, 10-100 нуклеотидов в длину, 100-500 нуклеотидов в длину, 500-1 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 1 т.п.о. до 1,5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 1,5 т.п.о. до 2 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 2 т.п.о. до 2,5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 2,5 т.п.о. до 3 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 3 т.п.о. до 5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 5 т.п.о. до 8 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 8 т.п.о. до 10 т.п.о. нуклеотидов в длину или более. В других случаях размер вставки или замещения составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 800 т.п.о., от около 800 т.п.о. до 1 м.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о., от около 2,5 м.п.о. до около 2,8 м.п.о., от около 2,8 м.п.о. до около 3 м.п.о. В других вариантах реализации изобретения заданная полинуклеотидная вставка и/или удаляемая область локуса составляет по меньшей мере 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 или 900 нуклеотидов или по меньшей мере 1 т.п.о., 2 т.п.о., 3 т.п.о., 4 т.п.о., 5 т.п.о., 6 т.п.о., 7 т.п.о., 8 т.п.о., 9 т.п.о., 10 т.п.о., 11 т.п.о., 12 т.п.о., 13 т.п.о., 14 т.п.о., 15 т.п.о., 16 т.п.о. или более. В других вариантах реализации изобретения заданная полинуклеотидная вставка и/или удаляемая область локуса составляет по меньшей мере 10 т.п.о., по меньшей 20 т.п.о., по меньшей 30 т.п.о., по меньшей 40 т.п.о., по меньшей 50 т.п.о., по меньшей 60 т.п.о., по меньшей 70 т.п.о., по меньшей 80 т.п.о., по меньшей 90 т.п.о., по меньшей 100 т.п.о., по меньшей 150 т.п.о., по меньшей 200 т.п.о., по меньшей 250 т.п.о. или по меньшей 300 т.п.о. или более.[00155] A given polynucleotide insert and / or corresponding deletion region of a locus can be a coding region, an intron, an exon, an untranslated region, a regulatory region, a promoter or enhancer, or any combination or portion thereof. In addition, the desired polynucleotide insert and / or deletion region of the locus may, for example, be of any desired length, including, for example, 10-100 nucleotides in length, 100-500 nucleotides in length, 500-1 kbp. nucleotides in length, from 1 kb. up to 1.5 kbp nucleotides in length, from 1.5 kb. up to 2 kb nucleotides in length, from 2 kb. up to 2.5 kbp nucleotides in length, from 2.5 kb. up to 3 kbp nucleotides in length, from 3 kbp. up to 5 kbp nucleotides in length, from 5 kbp. up to 8 so. nucleotides in length, from 8 kbp. up to 10 kbp nucleotides in length or more. In other cases, the size of the insert or replacement is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 350 kbp, from about 350 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 800 kbp, from about 800 kbp. up to 1 m.p., from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 mpo, from about 2.5 mpo. up to about 2.8 ppm, from about 2.8 ppm. up to about 3 m.p. In other embodiments, the desired polynucleotide insert and / or deletion region of the locus is at least 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, or 900 nucleotides, or at least 1 kb, 2 kb kbp, 3 kbp, 4 kbp, 5 kbp, 6 kbp, 7 kbp, 8 kbp kb, 9 kb, 10 kb, 11 kb, 12 kb, 13 kb, 14 kb ., 15 kbp, 16 kbp. or more. In other embodiments of the invention, the desired polynucleotide insert and / or deletion region of the locus is at least 10 kb, at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb b.p., at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp, at least 90 tbp kbp, at least 100 kbp, at least 150 kbp, at least 200 kbp, at least 250 kbp. or at least 300 kb. or more.

[00156] Заданная полинуклеотидная вставка может принадлежать любому организму, включая, например, грызуна, отличного от крысы грызуна, крысу, мышь, хомяка, млекопитающее, отличное от человека млекопитающее, эукариота, отличного от крысы эукариота, человека, сельскохозяйственное животное или домашнее животное.[00156] A given polynucleotide insert can be from any organism, including, for example, a non-rat rodent, rat, mouse, hamster, non-human mammal, eukaryote, non-rat eukaryotic, human, farm animal, or companion animal.

[00157] Как более подробно обсуждается в данном документе, предложены различные способы создания направленных модификаций любого представляющего интерес локуса, включая, например, направленные модификации локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма (Il2rg), локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1. Дополнительно предложены генетически модифицированные отличные от человека животные, генетически модифицированные отличные от человека млекопитающие, генетически модифицированные отличные от крысы эукариоты, генетически модифицированные неплюрипотентные клетки или генетически модифицированные плюрипотентные клетки (например, плюрипотентная клетка, нечеловеческая плюрипотентная клетка, человеческая плюрипотентная клетка, человеческая ЭС клетка, человеческая взрослая стволовая клетка, человеческая клетка-предшественник с ограниченным развитием или человеческая иПС клетка), которые содержат удаление, вставку, замещение и/или любую их комбинацию в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, в локусе АроЕ, в локусе Rag2, в локусе Rag1 и/или в локусе Rag2/Rag1. Такие генетические модификации (включая те, которые приводят к отсутствию, снижению, повышению или модуляции активности целевого локуса) также способны передаваться через зародышевую линию. В конкретных вариантах реализации изобретения генетические модификации приводят к выключению необходимого целевого локуса. Такие отличные от человека животные находят применение, например, в различных экспериментальных системах, как обсуждается в другом месте данного документа.[00157] As discussed in more detail herein, various methods are proposed for making targeted modifications to any locus of interest, including, for example, targeted modifications to the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus (Il2rg), the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1. Additionally, genetically modified non-human animals, genetically modified non-human mammals, genetically modified non-rat eukaryotes, genetically modified non-pluripotent cells, or genetically modified pluripotent cells (e.g., pluripotent cell, non-human pluripotent cell, human pluripotent cell, human ES human adult stem cell, human progenitor cell with limited development or human iPS cell) that contain deletion, insertion, substitution and / or any combination thereof at the interleukin-2 gamma receptor locus, at the ApoE locus, at the Rag2 locus, at the Rag1 locus and / or at the Rag2 / Rag1 locus. Such genetic modifications (including those that result in the absence, decrease, increase, or modulation of the target locus activity) are also capable of germline transmission. In specific embodiments of the invention, genetic modifications result in the exclusion of the desired target locus. Such non-human animals find use, for example, in various experimental systems, as discussed elsewhere in this document.

[00158] Например, выключение АроЕ (аполипопротеин Е) позволяет получить животную модель для изучения эндотелиальной функции, включая, но не ограничиваясь этим, образование бляшек, транскрипционные изменения (секвенирование методом дробовика полного транскриптома (секвенирование РНК)), и ex vivo функции. АроЕ является важной транспортной молекулой и может переносить липиды, такие как холестерин, через кровоток. АроЕ также может функционировать в нервной системе, например, выводить β-амилоид из мозга. Модификации АроЕ вовлечены в различные патологические состояния, включая, например, атеросклероз, гиперлипидемию и болезнь Альцгеймера. Животные с выключенным АроЕ демонстрируют нарушение выведения липопротеинов из крови и подвержены развитию атеросклероза. Таким образом, животные с выключенным АроЕ обеспечивают животную модель для изучения патологических состояний и/или процессов, таких как, например, эндотелиальная функция, образование бляшек, транскрипционные изменения (секвенирование РНК), гиперлипидемия, атеросклероз и болезнь Альцгеймера. Методы анализа измерения активности АроЕ известны в данной области техники. Например, снижение активности АроЕ можно измерить путем анализа снижения уровней АроЕ в образце крови, полученном от субъекта, методом иммуноанализа, такого как ELISA или иммуноблоттинг. Кроме того, крупный размер крыс облегчает проведение таких анализов и улучшает качество данных.[00158] For example, turning off ApoE (apolipoprotein E) allows an animal model to study endothelial function, including, but not limited to, plaque formation, transcriptional changes (full transcriptome shotgun sequencing (RNA sequencing)), and ex vivo function. ApoE is an important transport molecule and can transport lipids such as cholesterol through the bloodstream. ApoE can also function in the nervous system, for example, to clear β-amyloid from the brain. Modifications of ApoE have been implicated in a variety of pathological conditions including, for example, atherosclerosis, hyperlipidemia, and Alzheimer's disease. Animals with disabled ApoE show impaired clearance of lipoproteins from the blood and are susceptible to the development of atherosclerosis. Thus, ApoE-disabled animals provide an animal model for studying pathological conditions and / or processes such as, for example, endothelial function, plaque formation, transcriptional changes (RNA sequencing), hyperlipidemia, atherosclerosis, and Alzheimer's disease. Assay methods for measuring APOE activity are known in the art. For example, a decrease in ApoE activity can be measured by assaying a decrease in ApoE levels in a blood sample obtained from a subject using an immunoassay such as ELISA or immunoblotting. In addition, the large size of the rats facilitates such analyzes and improves the quality of the data.

[00159] RAG1 (активирующий рекомбинацию ген 1) и RAG2 (активирующий рекомбинацию ген 2) представляют собой ферменты, которые являются частью состоящего из многих субъединиц комплекса, обладающего VDJ рекомбинационной активностью, и играют важную роль в перестройке и рекомбинации генов иммуноглобулинов и рецепторов Т-клеток в лимфоцитах. RAG1 и RAG2 индуцируют расщепление двух цепочечной ДНК для облегчения рекомбинации и соединения сегментов генов рецепторов Т-клеток и рецепторов В-клеток (т.е. иммуноглобулинов). Выключение RAG1 и/или RAG2 приводит к потере В-клеток и Т-клеток в организме животного, результатом чего является тяжелый иммунодефицит. Животные с выключенными RAG1 и/или RAG2 находят применение, например, в изучении ксенотрансплантатов (т.е. ксенотрансплантатов человеческих клеток в организме крысы), рака, разработке вакцин, аутоиммунных заболеваний, инфекционных заболевания и болезни «трансплантат против хозяина» (БТПХ). Различные методы анализа измерения активности RAG1 и/или RAG2 известны в данной области техники и включают, например, измерение эффективности рекомбинации или анализ наличия или отсутствия В-клеток и/или Т-клеток в организме субъекта.[00159] RAG1 (recombination activating gene 1) and RAG2 (recombination activating gene 2) are enzymes that are part of a multi-subunit complex with VDJ recombination activity and play an important role in the rearrangement and recombination of immunoglobulin and T- receptor genes. cells in lymphocytes. RAG1 and RAG2 induce cleavage of two stranded DNA to facilitate recombination and joining of T cell receptor and B cell receptor (ie, immunoglobulin) gene segments. Turning off RAG1 and / or RAG2 results in a loss of B cells and T cells in the animal's body, resulting in severe immunodeficiency. RAG1 and / or RAG2 disabled animals find use, for example, in the study of xenografts (ie, xenografts of human cells in the rat), cancer, vaccine development, autoimmune diseases, infectious diseases, and graft versus host disease (GVHD). Various assay methods for measuring RAG1 and / or RAG2 activity are known in the art and include, for example, measuring recombination efficiency or assaying for the presence or absence of B cells and / or T cells in a subject.

[00160] Рецептор IL-2 (IL-2R) экспрессируется на поверхности определенных иммунных клеток и связывается с цитокином интерлейкином-2 (IL-2). TL-2R представляет собой интегральный мембранный белок, содержащий по меньшей мере три отдельных субъединичных цепи, включая альфа-цепь (IL-2Ra, CD25), бета-цепь (IL-2Rb, CD122) и гамма-цепь (IL2-Rg, CD132). Цепь рецептора TL-2 гамма (также называемого IL2r-γ или IL2Rg) представляет собой обыкновенную гамма-цепь, общую для многих рецепторов цитокинов, включая, например, рецепторы IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15 и IL-21. IL-2Rg содержит эктодомен на внешней поверхности клетки, который отвечает за связывание лиганда, трансмембранный домен и внутриклеточный домен, который может взаимодействовать с различными молекулами и индуцировать внутриклеточные пути передачи сигнала. Ген Il2rg находится у млекопитающих в Х-хромосоме, а некоторые мутации гена гамма-цепи у людей могут приводить к Х-сцепленному тяжелому комбинированному иммунодефициту человека (ХТКИД), который характеризуется сильным нарушением функционирования Т-клеток. Кроме того, эктодомен гамма-цепи может отделяться от трансмембранного рецептора и высвобождаться в виде растворимого рецептора гамма-цепи. Растворимый рецептор гамма-цепи выявляется в крови субъекта и может выполнять функцию регуляции сигнализации цитокинов.[00160] The IL-2 receptor (IL-2R) is expressed on the surface of certain immune cells and binds to the cytokine interleukin-2 (IL-2). TL-2R is an integral membrane protein containing at least three separate subunit chains, including an alpha chain (IL-2Ra, CD25), a beta chain (IL-2Rb, CD122), and a gamma chain (IL2-Rg, CD132 ). The TL-2 gamma receptor chain (also called IL2r-γ or IL2Rg) is a common gamma chain common to many cytokine receptors including, for example, IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL -15 and IL-21. IL-2Rg contains an ectodomain on the outer surface of the cell, which is responsible for ligand binding, a transmembrane domain, and an intracellular domain that can interact with various molecules and induce intracellular signal transduction pathways. The Il2rg gene is found in mammals on the X chromosome, and some mutations in the gamma chain gene in humans can lead to X-linked severe combined human immunodeficiency (CTCID), which is characterized by severe disruption of T-cell function. In addition, the gamma chain ectodomain can be detached from the transmembrane receptor and released as a soluble gamma chain receptor. The soluble gamma chain receptor is found in the blood of a subject and may function to regulate cytokine signaling.

[00161] В некоторых вариантах реализации изобретения цепь нечеловеческого IL-2Rg замещают цепью человеческого IL2-Rg так, что генетически модифицированное животное экспрессирует цепь полностью человеческого IL-2Rg. В других случаях целесообразно замещать только эктодомен цепи нечеловеческого IL-2Rg эктодоменом цепи человеческого IL-2Rg. В таких случаях полученная в результате гуманизированная цепь IL-2Rg, экспрессируемая в отличном от человека организме, содержит человеческий эктодомен, а оставшаяся часть молекулы принадлежит нативному организму.[00161] In some embodiments, the non-human IL-2Rg chain is replaced with the human IL2-Rg chain such that the genetically modified animal expresses the fully human IL-2Rg chain. In other cases, it is advisable to replace only the ectodomain of the non-human IL-2Rg chain with the ectodomain of the human IL-2Rg chain. In such cases, the resulting humanized IL-2Rg chain, expressed in a non-human organism, contains a human ectodomain, and the remainder of the molecule belongs to the native organism.

[00162] Полноразмерная гуманизация IL-2Rg является целесообразной, так как отличные от человека млекопитающие, содержащие такой модифицированный локус, будут вырабатывать человеческий IL-2Rg. Это даст возможность выявлять человеческий IL-2Rg у отличных от человека млекопитающих при помощи антител, специфических к человеческому IL-2Rg. Эктогуманизация (т.е. замещение эктодомена IL-2Rg отличного от человека млекопитающего эктодоменом человеческого IL-2Rg) приведет к получению полипептида IL-2Rg, который будет связывать лиганды человеческого IL2-Rg, но так как цитоплазматический домен принадлежит отличному от человека млекопитающему, эктогуманизированная форма IL-2Rg также будет взаимодействовать с сигнальным аппаратом отличного от человека млекопитающего.[00162] Full-length humanization of the IL-2Rg is desirable because non-human mammals containing such a modified locus will produce human IL-2Rg. This will enable the detection of human IL-2Rg in non-human mammals using antibodies specific for human IL-2Rg. Ectogumanization (i.e., replacement of the ectodomain of IL-2Rg with a non-human mammalian ectodomain of human IL-2Rg) will result in an IL-2Rg polypeptide that will bind ligands of human IL2-Rg, but since the cytoplasmic domain belongs to a non-human mammal, ectogumanized the IL-2Rg form will also interact with the signaling apparatus of a non-human mammal.

2. Модификация целевого локуса2. Modification of the target locus

А. Направляющие векторы и нуклеотидные вставкиA. Targeting vectors and nucleotide inserts

i. Нуклеотидная вставкаi. Nucleotide insert

[00163] В контексте данного документа «нуклеотидная вставка» включает сегмент ДНК, который необходимо интегрировать в целевой локус. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более представляющих интерес полинуклеотидов. В других вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка может содержать одну или более экспрессионных кассет. Данная экспрессионная кассета может содержать представляющий интерес полинуклеотид, полинуклеотид, кодирующий селективный маркер и/или репортерный ген, наряду с различными регуляторными компонентами, которые влияют на экспрессию. Неограничивающие примеры представляющих интерес полинуклеотидов, селективных маркеров и репортерных генов, которые могут быть включены в нуклеотидную вставку, более подробно обсуждаются в другом месте данного документа.[00163] In the context of this document, "nucleotide insert" includes a segment of DNA that needs to be integrated into the target locus. In one embodiment, the nucleotide insert comprises one or more polynucleotides of interest. In other embodiments of the invention, the nucleotide insert may contain one or more expression cassettes. This expression cassette may contain a polynucleotide of interest, a polynucleotide encoding a selectable marker and / or a reporter gene, along with various regulatory components that affect expression. Non-limiting examples of polynucleotides of interest, selectable markers and reporter genes that can be included in a nucleotide insert are discussed in more detail elsewhere in this document.

[00164] В конкретных вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка может содержать нуклеиновую кислоту крысы, которая может содержать сегмент геномной ДНК, кДНК, регуляторную область или любую их часть или комбинацию. В других вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка может содержать нуклеиновую кислоту эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека, отличного от человека млекопитающего, грызуна, отличного от крысы грызуна, человека, крысы, мыши, хомяка, кролика, свиньи, быка, оленя, овцы, козы, курицы, кошки, собаки, хорька, примата (например, мармозетки, макака-резуса), домашнего млекопитающего или сельскохозяйственного млекопитающего или любого другого представляющего интерес организма. Как более детально указано в данном документе, нуклеотидная вставка, применяемая в различных способах и композициях, может приводить к «гуманизации» представляющего интерес целевого локуса.[00164] In certain embodiments, the nucleotide insert may comprise rat nucleic acid, which may comprise a genomic DNA segment, cDNA, regulatory region, or any portion or combination thereof. In other embodiments, the nucleotide insert may comprise nucleic acid from a eukaryote, a non-rat eukaryote, a mammal, a human, a non-human mammal, a rodent, a non-rat rodent, a human, a rat, a mouse, a hamster, a rabbit, a pig, a bull, a deer, a sheep, goat, chicken, cat, dog, ferret, primate (eg, marmoset, rhesus monkey), domestic mammal or agricultural mammal, or any other organism of interest. As described in more detail herein, a nucleotide insert used in various methods and compositions can result in "humanization" of the target locus of interest.

[00165] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит включенный аллель по меньшей мере одного экзона эндогенного гена. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит включенный аллель целого эндогенного гена (т.е. «включенную генную замену»).[00165] In one embodiment, the nucleotide insert comprises an inserted allele of at least one exon of an endogenous gene. In one embodiment of the invention, the nucleotide insert comprises an included allele of a whole endogenous gene (ie, “included gene replacement”).

[00166] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит регуляторный элемент, включая, например, промотор, энхансер или транскрипционный репрессорсвязывающий элемент.[00166] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a regulatory element, including, for example, a promoter, enhancer, or transcriptional repressor binding element.

[00167] В дополнительных вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит кондициональный аллель. В одном варианте реализации изобретения кондициональный аллель представляет собой мультифункциональный аллель, описанный в US 2011/0104799, которая в полном объеме включена посредством ссылки. В конкретных вариантах реализации изобретения кондициональный аллель содержит: (а) инициирующую последовательность в смысловой ориентации по отношению к транскрипции целевого гена и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату в смысловой или антисмысловой ориентации; (b) представляющую интерес нуклеотидную последовательность (NSI) и кондициональный компонент, представленный инверсионным модулем (COIN, в котором используется разделяющий экзоны интрон и инвертируемый подобный генной ловушке модуль; смотрите, например, US 2011/0104799, которая в полном объеме включена посредством ссылки); и (с) рекомбинируемые единицы, которые рекомбинируют после воздействия первой рекомбиназой с образованием кондиционального аллеля, (i) в котором отсутствует инициирующая последовательность и DSC, и (ii) и который содержит NSI в смысловой ориентации и COIN в антисмысловой ориентации.[00167] In additional embodiments of the invention, the nucleotide insert comprises a conditioned allele. In one embodiment, the conditioning allele is a multifunctional allele as described in US 2011/0104799, which is incorporated by reference in its entirety. In specific embodiments of the invention, the conditional allele comprises: (a) an initiation sequence in a sense orientation with respect to transcription of a target gene and a drug susceptibility selection cassette in a sense or antisense orientation; (b) a nucleotide sequence of interest (NSI) and a conditioning component represented by an inversion module (COIN, which uses an exon separating intron and an inverted gene trap-like module; see, for example, US 2011/0104799, which is incorporated by reference in its entirety) ; and (c) recombining units that recombine after exposure to the first recombinase to form a conditioned allele, (i) lacking an initiation sequence and DSC, and (ii) containing NSI in sense orientation and COIN in antisense orientation.

[00168] Диапазон нуклеотидной вставки составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00168] The range of the nucleotide insertion is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00169] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит удаление последовательности геномной ДНК, например, эукариотической клетки, некрысиной эукариотической клетки, клетки млекопитающего, человеческой клетки или клетки отличного от человека млекопитающего, в диапазоне от около 1 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 2 т.п.о. до около 20 т.п.о. или от около 0.5 т.п.о. до около 3 м.п.о. В одном варианте реализации изобретения размер удаления последовательности геномной ДНК превышает общую длину 5' плеча гомологии и 3' плеча гомологии. В одном варианте реализации изобретения размер удаления последовательности геномной ДНК соответствует диапазону от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 70 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о., от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 800 т.п.о., от около 800 т.п.о. до 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о., до около 2,5 м.п.о., от около 2,5 м.п.о. до около 2,8 м.п.о., от около 2,8 м.п.о. до около 3 м.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.[00169] In one embodiment, the nucleotide insert comprises the deletion of a genomic DNA sequence, eg, eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, human cell, or non-human mammalian cell, in the range of about 1 kb. to about 200 kb, from about 2 kb. up to about 20 kbp or from about 0.5 kbp. up to about 3 m.p. In one embodiment, the size of the genomic DNA sequence deletion exceeds the total length of the 5 'homology arm and the 3' homology arm. In one embodiment, the size of the genomic DNA sequence deletion ranges from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 20 kbp. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 70 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 110 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. to about 190 kbp, from about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 350 kbp, from about 350 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 800 kbp, from about 800 kbp. up to 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. to about 2 mpo, from about 2 mpo, to about 2.5 mpo, from about 2.5 mpo. up to about 2.8 ppm, from about 2.8 ppm. up to about 3 ppm, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p.

[00170] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит вставку или замещение нуклеотидной последовательности эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью. В одном варианте реализации изобретения [00170] In one embodiment, the nucleotide insert comprises an insertion or substitution of the nucleotide sequence of a non-rat eukaryote, mammalian, human, or non-human mammalian eukaryote with a homologous or orthologous human nucleotide sequence. In one embodiment of the invention

нуклеотидная вставка содержит вставку или замещение последовательности ДНК гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью в эндогенном локусе, который содержит соответствующую последовательность ДНК.a nucleotide insert comprises an insert or substitution of a DNA sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence at an endogenous locus that contains the corresponding DNA sequence.

[00171] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация представляет собой добавление нуклеотидной последовательности. В одном варианте реализации изобретения длина добавляемой нуклеотидной последовательности соответствует диапазону от 5 т.п.о. до 200 т.п.о.[00171] In one embodiment, the genetic modification is the addition of a nucleotide sequence. In one embodiment, the added nucleotide sequence is 5 kb in length. up to 200 kbp

[00172] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит генетическую модификацию в кодирующей последовательности. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает делеционную мутацию в кодирующей последовательности. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает слияние двух эндогенных кодирующих последовательностей.[00172] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a genetic modification in the coding sequence. In one embodiment, the genetic modification comprises a deletion mutation in a coding sequence. In one embodiment, the genetic modification comprises the fusion of two endogenous coding sequences.

В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит вставку или замещение нуклеотидной последовательности эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит вставку или замещение последовательности ДНК гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью в эндогенном крысином локусе, который содержит соответствующую крысиную последовательность ДНК.In one embodiment, the nucleotide insert comprises an insertion or substitution of the nucleotide sequence of a non-rat eukaryote, mammalian, human, or non-human mammal with a homologous or orthologous human nucleotide sequence. In one embodiment, the nucleotide insert comprises the insertion or substitution of a DNA sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence at an endogenous rat locus that contains the corresponding rat DNA sequence.

[00173] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает удаление не кодирующей белок последовательности, но не включает удаление кодирующей белок последовательности. В одном варианте реализации изобретения удаление не кодирующей белок последовательности включает удаление регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает удаление промотора. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает добавление промотора или регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает замещение промотора или регуляторного элемента.[00173] In one embodiment, the genetic modification comprises deletion of a non-protein coding sequence, but does not include deletion of a protein coding sequence. In one embodiment, the deletion of a non-protein coding sequence comprises deletion of a regulatory element. In one embodiment, the genetic modification comprises deleting a promoter. In one embodiment, the genetic modification comprises the addition of a promoter or regulatory element. In one embodiment, the genetic modification comprises substitution of a promoter or regulatory element.

[00174] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность направляющего вектора может содержать полинуклеотид, который после интеграции в геном будет обеспечивать генетическую модификацию области локуса АроЕ млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, при этом генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению активности АроЕ, повышению активности АроЕ или модуляции активности АроЕ. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение АроЕ (создание «нулевого аллеля»).[00174] In one embodiment, the nucleotide sequence of the targeting vector may comprise a polynucleotide that, upon integration into the genome, will provide genetic modification to a region of the ApoE locus of a mammalian, human, or non-human mammal, wherein genetic modification at the ApoE locus results in a decrease in ApoE activity, increasing the activity of ApoE or modulation of the activity of ApoE. In one embodiment of the invention, ApoE is turned off (creating a "null allele").

[00175] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность направляющего вектора может содержать полинуклеотид, который после интеграции в геном будет обеспечивать генетическую модификацию области локуса рецептора интерлейкина-2 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего, при этом генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 приводит к снижению активности рецептора интерлейкина-2. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение рецептора интерлейкина-2 (создание «нулевого аллеля»).[00175] In one embodiment of the invention, the nucleotide sequence of the targeting vector may comprise a polynucleotide that, upon integration into the genome, will provide a genetic modification to the region of the interleukin-2 receptor locus of a mammalian, human, or non-human mammal, while the genetic modification at the interleukin-2 receptor locus leads to a decrease in the activity of the interleukin-2 receptor. In one embodiment, the interleukin-2 receptor is turned off (creating a "null allele").

[00176] В дополнительных вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка приводит к замещению части локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма и/или локуса Rag2, и/или локуса Rag1, и/или локуса Rag2/Rag1 млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего соответствующей гомологичной или ортологичной частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 другого организма.[00176] In additional embodiments of the invention, the nucleotide insertion results in replacement of a portion of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus and / or the Rag2 locus, and / or the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus of a mammal, human, or non-human mammal the corresponding homologous or orthologous portion of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus of another organism.

[00177] В других вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит полинуклеотид, обладающий по всей своей длине сходством по меньшей мере на 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% с частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1, которую он замещает.[00177] In other embodiments, the nucleotide insert comprises a polynucleotide having at least 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96% similarity along its entire length, 97%, 98%, 99% with part of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus that it replaces.

[00178] Заданная полинуклеотидная вставка и соответствующая заменяемая область локуса млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего может быть кодирующей областью, интроном, экзоном, нетранслируемой областью, регуляторной областью, промотором или энхансером или любой их комбинацией. Кроме того, заданная полинуклеотидная вставка и/или удаляемая область локуса млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего могут быть любой необходимой длины, включая, например, 10-100 нуклеотидов в длину, 100-500 нуклеотидов в длину, 500-1 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 1 т.п.о. до 1,5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 1,5 т.п.о. до 2 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 2 т.п.о. до 2,5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 2,5 т.п.о. до 3 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 3 т.п.о. до 5 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 5 т.п.о. до 8 т.п.о. нуклеотидов в длину, от 8 т.п.о. до 10 т.п.о. нуклеотидов в длину или более. В других случаях размер вставки или замещения составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 800 т.п.о., от около 800 т.п.о. до 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о., до около 2,5 м.п.о., от около 2,5 м.п.о. до около 2,8 м.п.о., от около 2,8 м.п.о. до около 3 м.п.о. В других вариантах реализации изобретения заданная полинуклеотидная вставка и/или удаляемая область локуса млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего составляет по меньшей мере 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 или 900 нуклеотидов или по меньшей мере 1 т.п.о., 2 т.п.о., 3 т.п.о., 4 т.п.о., 5 т.п.о., 6 т.п.о., 7 т.п.о., 8 т.п.о., 9 т.п.о., 10 т.п.о., 11 т.п.о., 12 т.п.о., 13 т.п.о., 14 т.п.о., 15 т.п.о., 16 т.п.о. или более.[00178] The specified polynucleotide insert and the corresponding replaceable region of the mammalian, human or non-human mammalian locus can be a coding region, an intron, an exon, a non-translated region, a regulatory region, a promoter or enhancer, or any combination thereof. In addition, the desired polynucleotide insert and / or deletion region of the mammalian, human, or non-human mammalian locus can be of any desired length, including, for example, 10-100 nucleotides in length, 100-500 nucleotides in length, 500-1 kb. .O. nucleotides in length, from 1 kb. up to 1.5 kbp nucleotides in length, from 1.5 kb. up to 2 kb nucleotides in length, from 2 kb. up to 2.5 kbp nucleotides in length, from 2.5 kb. up to 3 kbp nucleotides in length, from 3 kbp. up to 5 kbp nucleotides in length, from 5 kbp. up to 8 so. nucleotides in length, from 8 kbp. up to 10 kbp nucleotides in length or more. In other cases, the size of the insert or replacement is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 350 kbp, from about 350 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 800 kbp, from about 800 kbp. up to 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. to about 2 mpo, from about 2 mpo, to about 2.5 mpo, from about 2.5 mpo. up to about 2.8 ppm, from about 2.8 ppm. up to about 3 m.p. In other embodiments, a given polynucleotide insert and / or deletion region of a mammalian, human, or non-human mammalian locus is at least 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, or 900 nucleotides, or at least 1 ton kb, 2 kb, 3 kb, 4 kb, 5 kb, 6 kb, 7 kb kb, 8 kb, 9 kb, 10 kb, 11 kb, 12 kb, 13 kb ., 14 kbp, 15 kbp, 16 kbp. or more.

[00179] В одном варианте реализации изобретения промотор является конститутивно активным промотором.[00179] In one embodiment, a promoter is a constitutively active promoter.

[00180] В одном варианте реализации изобретения промотор является индуцибельным промотором. В одном варианте реализации изобретения индуцибельный промотор является химически регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения химически регулируемый промотор является алкоголь-регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения алкоголь-регулируемый промотор является промотором гена алкогольдегидрогеназы (alcA). В одном варианте реализации изобретения химически регулируемый промотор является тетрациклин-регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения тетрациклин-регулируемый промотор является чувствительным к тетрациклину промотором. В одном варианте реализации изобретения тетрациклин-регулируемый промотор является последовательностью оператора тетрациклина (tetO). В одном варианте реализации изобретения тетрациклин-регулируемый промотор является промотором tet-On. В одном варианте реализации изобретения тетрациклин-регулируемый промотор является промотором tet-Off. В одном варианте реализации изобретения химически регулируемый промотор является стероид-регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения стероид-регулируемый промотор является промотором крысиного глюкокортикоидного рецептора. В одном варианте реализации изобретения стероид-регулируемый промотор является промотором рецептора эстрогена. В одном варианте реализации изобретения стероид-регулируемый промотор является промотором рецептора экдизона. В одном варианте реализации изобретения химически регулируемый промотор является металл-регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения металл-регулируемый промотор является промотором металлопротеина. В одном варианте реализации изобретения индуцибельный промотор является физически регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения физически регулируемый промотор является температурно регулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения температурно регулируемый промотор является промотором теплового шока. В одном варианте реализации изобретения физически регулируемый промотор является фоторегулируемым промотором. В одном варианте реализации изобретения фоторегулируемый промотор является фотоиндуцибельным промотором. В одном варианте реализации изобретения фоторегулируемый промотор является фоторепрессируемым промотором.[00180] In one embodiment, the promoter is an inducible promoter. In one embodiment, the inducible promoter is a chemically regulated promoter. In one embodiment, the chemically regulated promoter is an alcohol-regulated promoter. In one embodiment, the alcohol-regulated promoter is an alcohol dehydrogenase (alcA) gene promoter. In one embodiment, the chemically regulated promoter is a tetracycline-regulated promoter. In one embodiment, the tetracycline-regulated promoter is a tetracycline-responsive promoter. In one embodiment, the tetracycline-regulated promoter is a tetracycline operator (tetO) sequence. In one embodiment, the tetracycline-regulated promoter is a tet-On promoter. In one embodiment, the tetracycline-regulated promoter is a tet-Off promoter. In one embodiment of the invention, the chemically regulated promoter is a steroid-regulated promoter. In one embodiment, the steroid-regulated promoter is a rat glucocorticoid receptor promoter. In one embodiment, the steroid-regulated promoter is an estrogen receptor promoter. In one embodiment, the steroid-regulated promoter is an ecdysone receptor promoter. In one embodiment, the chemically regulated promoter is a metal regulated promoter. In one embodiment, the metal-regulated promoter is a metalloprotein promoter. In one embodiment, the inducible promoter is a physically regulated promoter. In one embodiment, the physically regulated promoter is a temperature regulated promoter. In one embodiment, the temperature controlled promoter is a heat shock promoter. In one embodiment, the physically regulated promoter is a photoregulated promoter. In one embodiment, the photoregulated promoter is a photoinducible promoter. In one embodiment, the photoregulated promoter is a photorepressible promoter.

[00181] В одном варианте реализации изобретения промотор является тканеспецифическим промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является нейрон-специфическим промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является нейроглия-специфическим промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении мышечных клеток промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении клеток сердца промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении клеток почек промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении костных клеток промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении эндотелиальных клеток промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является специфическим в отношении иммунных клеток промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор иммунных клеток является промотором В-клеток. В одном варианте реализации изобретения промотор иммунных клеток является промотором Т-клеток.[00181] In one embodiment, the promoter is a tissue-specific promoter. In one embodiment, the promoter is a neuron-specific promoter. In one embodiment, the promoter is a neuroglia-specific promoter. In one embodiment, the promoter is a muscle cell specific promoter. In one embodiment, the promoter is a heart cell specific promoter. In one embodiment, the promoter is a renal cell specific promoter. In one embodiment, the promoter is a bone cell specific promoter. In one embodiment, the promoter is an endothelial cell specific promoter. In one embodiment, the promoter is an immune cell specific promoter. In one embodiment, the immune cell promoter is a B cell promoter. In one embodiment, the immune cell promoter is a T cell promoter.

[00182] В одном варианте реализации изобретения промотор является регулируемым уровнем развития промотором. В одном варианте реализации изобретения регулируемый уровнем развития промотор активен только во время эмбриональной стадии развития. В одном варианте реализации изобретения регулируемый уровнем развития промотор активен только во взрослой клетке.[00182] In one embodiment, the promoter is a developmentally controlled promoter. In one embodiment, the developmentally regulated promoter is only active during the embryonic developmental stage. In one embodiment, the developmentally regulated promoter is active only in an adult cell.

[00183] В конкретных вариантах реализации изобретения промотор может быть выбран на основании типа клеток. Таким образом, различные промоторы находят применение в эукариотической клетке, некрысиной эукариотической клетке, клетке млекопитающего, клетке отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клетке, неплюрипотентной клетке, нечеловеческой плюрипотентной клетке, человеческой плюрипотентной клетке, человеческой ЭС клетке, человеческой взрослой стволовой клетке, человеческой клетке-предшественнике с ограниченным развитием, человеческой иПС клетке, человеческой клетке, клетке грызуна, клетке отличного от крысы грызуна, клетке крысы, клетке мыши, клетке хомяка, фибробласте или клетке СНО.[00183] In specific embodiments of the invention, the promoter can be selected based on cell type. Thus, various promoters find use in eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human pluripotent cell, human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell. a restricted developmental progenitor, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast, or CHO cell.

[00184] В некоторых вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит нуклеиновую кислоту, фланкируемую целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбинации. Следует понимать, что хотя целая нуклеотидная вставка может фланкироваться такими целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбинации, любая область или отдельный представляющий интерес полинуклеотид в пределах нуклеотидной вставки также может фланкироваться такими участками. Сайт-специфическую рекомбиназу можно вносить в клетку любыми способами, включая внесение полипептида рекомбиназы в клетку или внесение полинуклеотида, кодирующего сайт-специфическую рекомбиназу, в клетку-хозяина. Полинуклеотид, кодирующий сайт-специфическую рекомбиназу, может быть расположен в пределах нуклеотидной вставки или в отдельном полинуклеотиде. Сайт-специфическая рекомбиназа может быть функционально связана с активным в клетке промотором, включая, например, индуцибельный промотор, эндогенный по отношению к клетке промотор, гетерологичный по отношению к клетке промотор, клеточно-специфический промотор, тканеспецифический промотор или специфический в отношении стадии развития промотор. Целевые последовательности сайт-специфической рекомбинации, которые могут фланкировать нуклеотидную вставку или любой представляющий интерес полинуклеотид в нуклеотидной вставке, могут включать, но не ограничиваются этим, loxP, lox511, lox2272, lox66, lox71, loxM2, lox5171, FRT, FRT11, FRT71, attp, att, FRT, rox и их комбинацию.[00184] In some embodiments, the nucleotide insert comprises a nucleic acid flanked by target site-specific recombination sequences. It should be understood that although an entire nucleotide insert may be flanked by such site-specific recombination target sequences, any region or individual polynucleotide of interest within a nucleotide insert may also be flanked by such regions. Site-specific recombinase can be introduced into a cell by any means, including introducing a recombinase polypeptide into a cell, or introducing a polynucleotide encoding a site-specific recombinase into a host cell. A polynucleotide encoding a site-specific recombinase can be located within a nucleotide insert or in a separate polynucleotide. The site-specific recombinase can be operably linked to a promoter active in a cell, including, for example, an inducible promoter, a cell-endogenous promoter, a cell-heterologous promoter, a cell-specific promoter, a tissue-specific promoter, or a developmental-specific promoter. Target site-specific recombination sequences that can flank a nucleotide insert or any polynucleotide of interest in a nucleotide insert may include, but are not limited to, loxP, lox511, lox2272, lox66, lox71, loxM2, lox5171, FRT, FRT11, FRT71, attp , att, FRT, rox, and a combination of these.

[00185] В некоторых вариантах реализации изобретения участки сайт-специфической рекомбинации фланкируют полинуклеотид, кодирующий селективный маркер и/или репортерный ген, который находится в нуклеотидной вставке. В таких случаях после интеграции нуклеотидной вставки в целевой локус последовательности между участками сайт-специфической рекомбинации можно удалять.[00185] In some embodiments, site-specific recombination sites flank a polynucleotide encoding a selectable marker and / or reporter gene that is in the nucleotide insert. In such cases, after integration of the nucleotide insert into the target locus, the sequence between the sites of site-specific recombination can be removed.

[00186] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит полинуклеотид, кодирующий селективный маркер. Селективный маркер может находиться в селекционной кассете. Такие селективные маркеры включают, но не ограничиваются этим, неомицин фосфотрансферазу (neor), гигромицин-В-фосфотрансферазу (hygr), пуромицин-N-ацетилтрансферазу (puror), бластицидин-S-дезаминазу (bsrr), ксантин/гуанин фосфорибозилтрансферазу (gpt) или тимидинкиназу вируса простого герпеса (HSV-k) или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения полинуклеотид, кодирующий селективный маркер, функционально связан с промотором, активным в клетке, крысиной клетке, плюрипотентной крысиной клетке, крысиной ЭС клетке, эукариотической клетке, некрысиной эукариотической клетке, плюрипотентной клетке, неплюрипотентной клетке, нечеловеческой плюрипотентной клетке, человеческой плюрипотентной клетке, человеческой ЭС клетке, человеческой взрослой стволовой клетке, человеческой клетке-предшественнике с ограниченным развитием, человеческой иПС клетке, клетке млекопитающего, клетке отличного от человека млекопитающего, человеческой клетке, клетке грызуна, клетке отличного от крысы грызуна, клетке мыши, клетке хомяка, фибробласте или клетке СНО. В случае серийного помещения представляющих интерес полинуклеотидов в целевой локус селективный маркер может содержать участок распознавания нуклеазного агента, как указано выше. В одном варианте реализации изобретения полинуклеотид, кодирующий селективный маркер, фланкируется целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбинации.[00186] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a polynucleotide encoding a selectable marker. The selectable marker can be in a selection cassette. Such selectable markers include, but are not limited to, neomycin phosphotransferase (neo r ), hygromycin B phosphotransferase (hyg r ), puromycin N acetyltransferase (puro r ), blasticidin S deaminase (bsr r ), xanthine / guanine phosphoribosyltransferase (gpt) or herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-k), or a combination thereof. In one embodiment, a polynucleotide encoding a selectable marker is operably linked to a promoter active in a cell, rat cell, pluripotent rat cell, rat ES cell, eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, pluripotent cell, non-pluripotent human cell, non-human pluripotent cell cell, human ES cell, human adult stem cell, human progenitor cell with limited development, human iPS cell, mammalian cell, non-human mammalian cell, human cell, rodent cell, non-rat rodent cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast or CHO cell. In the case of serial placement of polynucleotides of interest at the target locus, the selectable marker may contain a nuclease agent recognition site as described above. In one embodiment, a polynucleotide encoding a selectable marker is flanked by target site-specific recombination sequences.

[00187] Нуклеотидная вставка может дополнительно содержать репортерный ген, функционально связанный с промотором, при этом репортерный ген кодирует репортерный белок, выбранный из группы, состоящей из или включающей LacZ, mPlum, mCherry, tdTomato, mStrawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, усиленный желтый флуоресцентный белок (уЖФБ), Emerald, усиленный зеленый флуоресцентный белок (уЗФБ), CyPet, голубой флуоресцентный белок (ГФБ), Cerulean, T-Sapphire, люциферазу, щелочную фосфатазу и/или их комбинацию. Такие репортерные гены могут быть функционально связаны с активным в клетке промотором. Такие промоторы могут быть индуцибельными промоторами, промоторами, эндогенными по отношению к репортерному гену или клетке, промоторами, гетерологичными по отношению к репортерному гену или клетке, клеточно-специфическими промоторами, тканеспецифическими промоторами или промоторами, специфическими в отношении стадии развития.[00187] The nucleotide insert may further comprise a reporter gene operably linked to a promoter, wherein the reporter gene encodes a reporter protein selected from the group consisting of or including LacZ, mPlum, mCherry, tdTomato, mStrawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, enhanced yellow fluorescent protein (uLPP), Emerald, enhanced green fluorescent protein (uZPP), CyPet, blue fluorescent protein (GBP), Cerulean, T-Sapphire, luciferase, alkaline phosphatase, and / or a combination thereof ... Such reporter genes can be operably linked to a promoter active in the cell. Such promoters can be inducible promoters, promoters endogenous to a reporter gene or cell, promoters heterologous to a reporter gene or cell, cell-specific promoters, tissue-specific promoters, or developmental stage-specific promoters.

[00188] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка может содержать нуклеиновую кислоту млекопитающего, которая содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в нервной системе, костной системе, пищеварительной системе, системе кровообращения, мышечной системе, дыхательной системе, сердечнососудистой системе, лимфатической системе, эндокринной системе, мочевы делительной системе, репродуктивной системе или их комбинации. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в костном мозге или клетке костного мозга. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в клетке селезенки.[00188] In one embodiment, the nucleotide insert may comprise a mammalian nucleic acid that contains a genomic locus that encodes a protein expressed in the nervous system, skeletal system, digestive system, circulatory system, muscular system, respiratory system, cardiovascular system, lymphatic system , endocrine system, urinary system, reproductive system, or a combination thereof. In one embodiment, the mammalian nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in bone marrow or a bone marrow cell. In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in a spleen cell.

[00189] В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в нервной системе, костной системе, пищеварительной системе, системе кровообращения, мышечной системе, дыхательной системе, сердечнососудистой системе, лимфатической системе, эндокринной системе, мочевыделительной системе, репродуктивной системе или их комбинации. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в костном мозге или клетке костного мозга. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в клетке селезенки. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит мышиную последовательность геномной ДНК, крысиную последовательность геномной ДНК, последовательность геномной ДНК эукариота, последовательность геномной ДНК отличного от крысы эукариота, последовательность геномной ДНК млекопитающего, последовательность геномной ДНК человека или последовательность геномной ДНК отличного от человека млекопитающего или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и крысиные последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК.[00189] In one embodiment, the mammalian nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in the nervous system, skeletal system, digestive system, circulatory system, muscular system, respiratory system, cardiovascular system, lymphatic system, endocrine system, urinary system , the reproductive system, or a combination thereof. In one embodiment, the mammalian nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in bone marrow or a bone marrow cell. In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in a spleen cell. In one embodiment, the genomic locus comprises a murine genomic DNA sequence, a rat genomic DNA sequence, a eukaryotic genomic DNA sequence, a non-rat eukaryote genomic DNA sequence, a mammalian genomic DNA sequence, a human genomic DNA sequence, or a non-human mammalian genomic DNA sequence, or the combination. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and rat genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat, murine, and human genomic DNA sequences.

[00190] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит мышиную последовательность геномной ДНК, крысиную последовательность геномной ДНК, последовательность геномной ДНК хомяка, последовательность геномной ДНК человека, последовательность геномной ДНК эукариота, последовательность геномной ДНК отличного от крысы эукариота, последовательность геномной ДНК млекопитающего или последовательность геномной ДНК отличного от человека млекопитающего или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и крысиные последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК.[00190] In one embodiment, the genomic locus comprises a murine genomic DNA sequence, a rat genomic DNA sequence, a hamster genomic DNA sequence, a human genomic DNA sequence, a eukaryotic genomic DNA sequence, a non-rat eukaryotic genomic DNA sequence, a mammalian genomic DNA sequence, or a sequence genomic DNA of a non-human mammal; or a combination thereof. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and rat genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat, murine, and human genomic DNA sequences.

[00191] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает по меньшей мере один аллель заболевания человека из человеческого гена. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является неврологическим заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является сердечнососудистым заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием почек. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является мышечным заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием крови. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является раком. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием иммунной системы.[00191] In one embodiment, the genetic modification comprises at least one human disease allele from a human gene. In one embodiment, the human disease is a neurological disease. In one embodiment, the human disease is a cardiovascular disease. In one embodiment, the human disease is kidney disease. In one embodiment, the human disease is a muscle disease. In one embodiment, the human disease is a blood disorder. In one embodiment, the human disease is cancer. In one embodiment, the human disease is a disease of the immune system.

[00192] В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека является доминантным аллелем. В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека является рецессивным аллелем. В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека включает аллель однонуклеотидного полиморфизма (ОНП).[00192] In one embodiment, the human disease allele is the dominant allele. In one embodiment, the human disease allele is a recessive allele. In one embodiment, the human disease allele comprises a single nucleotide polymorphism (SNP) allele.

[00193] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация приводит к получению мутантной формы белка с измененными характеристиками связывания, измененной локализацией, измененной экспрессией и/или измененным профилем экспрессии.[00193] In one embodiment, genetic modification results in a mutant form of the protein with altered binding characteristics, altered localization, altered expression and / or altered expression profile.

[00194] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит селекционную кассету. В одном варианте реализации изобретения селекционная кассета содержит нуклеотидную последовательность, кодирующую селективный маркер, при этом нуклеотидная последовательность функционально связана с промотором, активным в ЭС клетках. В одном варианте реализации изобретения селективный маркер выбран из или содержит ген устойчивости к гигромицину или ген устойчивости к неомицину.[00194] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a selection cassette. In one embodiment of the invention, the selection cassette contains a nucleotide sequence encoding a selectable marker, the nucleotide sequence being operably linked to a promoter active in ES cells. In one embodiment, the selectable marker is selected from or comprises a hygromycin resistance gene or a neomycin resistance gene.

[00195] В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в В-клетке. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в незрелой В-клетке. В одном варианте реализации нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в зрелой В-клетке.[00195] In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in a B cell. In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in an immature B cell. In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in a mature B cell.

[00196] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит регуляторный элемент. В одном варианте реализации изобретения регуляторный элемент является промотором. В одном варианте реализации изобретения регуляторный элемент является энхансером. В одном варианте реализации изобретения регуляторный элемент является транскрипционным репрессорсвязывающим элементом.[00196] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a regulatory element. In one embodiment, the regulatory element is a promoter. In one embodiment, the regulatory element is an enhancer. In one embodiment, the regulatory element is a transcriptional repressor binding element.

[00197] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает удаление не кодирующей белок последовательности, но не включает удаление кодирующей белок последовательности. В одном варианте реализации изобретения удаление не кодирующей белок последовательности включает удаление регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения удаление не кодирующей белок последовательности включает удаление регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает добавление промотора или регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает замещение промотора или регуляторного элемента.[00197] In one embodiment, the genetic modification comprises deletion of a non-protein coding sequence, but does not include deletion of a protein coding sequence. In one embodiment, the deletion of a non-protein coding sequence comprises deletion of a regulatory element. In one embodiment, the deletion of a non-protein coding sequence comprises deletion of a regulatory element. In one embodiment, the genetic modification comprises the addition of a promoter or regulatory element. In one embodiment, the genetic modification comprises substitution of a promoter or regulatory element.

ii. Экспрессионные кассетыii. Expression cassettes

[00198] В данном документе предложены полинуклеотиды или молекулы нуклеиновых кислот, содержащие различные компоненты, применяемые в системе направленной геномной интеграции (т.е. любой из или любая комбинация нуклеазных агентов, участков распознавания, нуклеотидных вставок, представляющих интерес полинуклеотидов, направляющих векторов, селективных маркеров и других компонентов).[00198] Provided herein are polynucleotides or nucleic acid molecules containing various components used in a targeted genomic integration system (i.e., any or any combination of nuclease agents, recognition sites, nucleotide insertions, polynucleotides of interest, targeting vectors, selective markers and other components).

[00199] Термины «полинуклеотид», «полинуклеотидная последовательность», «нуклеотидная последовательность» и «фрагмент нуклеиновой кислоты» взаимозаменяемо употребляются в данном документе. Эти термины включают нуклеотидные последовательности и тому подобное. Полинуклеотид может представлять собой полимер РНК или ДНК, который является одно- или двухцепочечным, который, необязательно, содержит синтетические, неприродные или измененные нуклеотидные основания. Полинуклеотид в форме полимера ДНК может состоять из одного или более сегментов кДНК, геномной ДНК, синтетической ДНК или их комбинаций. Полинуклеотиды могут включать дезоксирибонуклеотиды и рибонуклеотиды, включая как молекулы природного происхождения, так и синтетические аналоги, и любые их комбинации. Предложенные в данном документе полинуклеотиды также включают формы последовательностей, включая, но не ограничиваясь этим, одноцепочечные формы, двух цепочечные формы, шпильки, структуры типа «петля на стебле» и тому подобное.[00199] The terms "polynucleotide", "polynucleotide sequence", "nucleotide sequence" and "nucleic acid fragment" are used interchangeably herein. These terms include nucleotide sequences and the like. The polynucleotide can be a polymer of RNA or DNA that is single or double stranded, which optionally contains synthetic, unnatural or altered nucleotide bases. A polynucleotide in the form of a DNA polymer can be composed of one or more segments of cDNA, genomic DNA, synthetic DNA, or combinations thereof. Polynucleotides can include deoxyribonucleotides and ribonucleotides, including both naturally occurring molecules and synthetic analogs, and any combinations thereof. Polynucleotides as provided herein also include sequence forms, including, but not limited to, single-stranded forms, two-stranded forms, hairpins, loop-on-stem structures, and the like.

[00200] Дополнительно предложены рекомбинантные полинуклеотиды, содержащие различные компоненты системы направленной геномной интеграции. Термины «рекомбинантный полинуклеотид» и «рекомбинантная конструкция ДНК» взаимозаменяемо употребляются в данном документе. Рекомбинантная конструкция содержит искусственную или гетерологичную комбинацию нуклеотидных последовательностей, например, регуляторных и кодирующих последовательностей, которые нельзя обнаружить вместе в природном состоянии. В других вариантах реализации изобретения рекомбинантная конструкция может содержать регуляторные последовательности и кодирующие последовательности, полученные из разных источников, или регуляторные последовательности и кодирующие последовательности, полученные из одного источника, но упорядоченные таким образом, который не встречается в природе. Такую конструкцию можно применять саму по себе или применять в сочетании с вектором. В случае применения вектора, выбор вектора зависит от способа, применяемого для трансформации клеток-хозяев, как хорошо известно специалистам в данной области техники. Например, можно применять плазмидный вектор. Также предложены генетические элементы, необходимые для трансформации, отбора и размножения клеток-хозяев, содержащих любые из предложенных в данном документе выделенных фрагментов нуклеиновых кислот. Скрининг можно проводить, помимо прочего, методом Саузерн-блоттинга ДНК, Нозерн-блоттинга экспрессии мРНК, иммуноблоттинга белковой экспрессии или фенотипического анализа.[00200] Additionally, there are proposed recombinant polynucleotides containing various components of a targeted genomic integration system. The terms "recombinant polynucleotide" and "recombinant DNA construct" are used interchangeably herein. A recombinant construct contains an artificial or heterologous combination of nucleotide sequences, for example, regulatory and coding sequences, that cannot be found together in a natural state. In other embodiments of the invention, the recombinant construct may contain regulatory sequences and coding sequences obtained from different sources, or regulatory sequences and coding sequences obtained from the same source, but ordered in a way that does not occur in nature. This construct can be used by itself or used in combination with a vector. Where a vector is used, the choice of vector will depend on the method used to transform the host cells, as is well known to those skilled in the art. For example, a plasmid vector can be used. Also provided are the genetic elements required for transformation, selection and propagation of host cells containing any of the isolated nucleic acid fragments provided herein. Screening can be performed, but is not limited to Southern blotting DNA, Northern blotting mRNA expression, immunoblotting protein expression, or phenotypic analysis.

[00201] В конкретных вариантах реализации изобретения один или более компонентов описанной в данном документе системы направленной геномной интеграции могут находиться в экспрессионной кассете для экспрессии в прокариотической клетке, эукариотической клетке, некрысиной эукариотической клетке, бактериальной, дрожжевой клетке или клетке млекопитающего или другого представляющего интерес организма или типа клеток. Кассета может содержать 5' и 3' регуляторные последовательности, функционально связанные с предложенным в данном документе полинуклеотидом. «Функционально связанный» отображает взаимосвязь, в которой функционально связанные компоненты функционируют надлежащим образом. Например, функциональная связь между представляющим интерес полинуклеотидом и регуляторной последовательностью (т.е. промотором) представляет собой функциональную связь, которая делает возможной экспрессию представляющего интерес полинуклеотида. Функционально связанные элементы могут быть смежными или несмежными. При употреблении в отношении соединения двух кодирующих белок областей, функционально связанные означает, что кодирующие области находятся в одной рамке считывания. В другом случае нуклеотидная последовательность, кодирующая белок, может быть функционально связана с регуляторными последовательностями (например, промотором, энхансером, последовательностью сайленсера и т.д.) таким образом, чтобы поддерживать надлежащую транскрипционную регуляцию. В одном случае нуклеотидная последовательность вариабельной области иммуноглобулина (или сегментов V(D)J) может быть функционально связана с нуклеотидной последовательностью константной области иммуноглобулина таким образом, чтобы создавать возможность надлежащей рекомбинации между последовательностями в последовательность тяжелой или легкой цепи иммуноглобулина.[00201] In certain embodiments of the invention, one or more components of the directed genomic integration system described herein may be in an expression cassette for expression in a prokaryotic cell, eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, bacterial, yeast, or mammalian cell or other organism of interest or cell type. The cassette may contain 5 'and 3' regulatory sequences operably linked to the polynucleotide provided herein. “Operatively linked” represents the relationship in which the functionally related components function as intended. For example, a functional link between a polynucleotide of interest and a regulatory sequence (ie, a promoter) is a functional link that allows expression of the polynucleotide of interest. Functionally related items can be contiguous or non-contiguous. When used in relation to joining two protein coding regions, operably linked means that the coding regions are in the same reading frame. Alternatively, the nucleotide sequence encoding the protein can be operably linked to regulatory sequences (eg, promoter, enhancer, silencer sequence, etc.) so as to maintain proper transcriptional regulation. In one instance, an immunoglobulin variable region nucleotide sequence (or V (D) J segments) may be operably linked to an immunoglobulin constant region nucleotide sequence so as to allow proper recombination between sequences to form an immunoglobulin heavy or light chain sequence.

[00202] Кассета может дополнительно содержать по меньшей мере один представляющий интерес дополнительный полинуклеотид для совместного внесения в организм. В альтернативном варианте представляющий интерес дополнительный полинуклеотид может находиться на нескольких экспрессионных кассетах. Такая экспрессионная кассета содержит множество участков рестрикции и/или участков рекомбинации для того, чтобы вставка рекомбинантного полинуклеотида подлежала транскрипционной регуляции со стороны регуляторных областей. Экспрессионная кассета может дополнительно содержать гены селективных маркеров.[00202] The cassette may further comprise at least one additional polynucleotide of interest for co-introduction into the body. Alternatively, the additional polynucleotide of interest may be present on multiple expression cassettes. Such an expression cassette contains multiple restriction sites and / or recombination sites for the insertion of a recombinant polynucleotide to be transcriptionally regulated by regulatory regions. The expression cassette may further contain selectable marker genes.

[00203] Экспрессионная кассета может содержать в 5'-3' направлении транскрипции участок инициации транскрипции и трансляции (т.е. промотор), предложенный в данном документе рекомбинантный полинуклеотид и участок терминации транскрипции и трансляции (т.е. терминирующий участок), функциональные в представляющей интерес клетке млекопитающего или клетке хозяине. Регуляторные области (т.е. промоторы, транскрипционнае регуляторные области и трансляционные терминирующие области) и/или предложенный в данном документе полинуклеотид могут быть нативными/аналогичными в отношении клетки-хозяина или друг друга. В альтернативном варианте регуляторные области и/или предложенный в данном документе полинуклеотид могут быть гетерологичными в отношении клетки-хозяина или друг друга. Например, промотор, функционально связанный с гетерологичным полинуклеотидом, принадлежит виду, отличному от вида, от которого был получен полинуклеотид, или, в случае, если они принадлежат одному виду/аналогичным видам, один или оба элемента в значительной степени модифицированы по сравнению со своей оригинальной формой и/или геномным локусом, или промотор не является нативным промотором по отношению к функционально связанному с ним полинуклеотиду. В альтернативном варианте регуляторные области и/или предложенный в данном документе полинуклеотид могут быть полностью синтетическими.[00203] The expression cassette may contain, in the 5'-3 'direction of transcription, a transcription and translation initiation site (ie, a promoter), a recombinant polynucleotide as provided herein, and a transcription and translation termination site (ie, a termination site), functional in a mammalian cell of interest or a host cell. Regulatory regions (i.e., promoters, transcriptional regulatory regions, and translational termination regions) and / or a polynucleotide as provided herein may be native / analogous to the host cell or to each other. Alternatively, the regulatory regions and / or the polynucleotide provided herein may be heterologous with respect to the host cell or one another. For example, a promoter operably linked to a heterologous polynucleotide belongs to a species other than the species from which the polynucleotide was derived, or, if they belong to the same species / similar species, one or both elements are significantly modified from their original form and / or genomic locus, or the promoter is not a native promoter with respect to the polynucleotide operably linked thereto. Alternatively, the regulatory regions and / or the polynucleotide provided herein can be fully synthetic.

[00204] Терминирующая область может быть нативной по отношению к области инициации транскрипции, может быть нативной по отношению к функционально связанному рекомбинантному полинуклеотиду, может быть нативной по отношению к клетке-хозяину или может быть получена из другого источника (т.е. чужеродного или гетерологичного), чем промотор, рекомбинантный полинуклеотид, клетка-хозяин, или соответствовать любой комбинации этих вариантов.[00204] The termination region can be native to the transcription initiation region, can be native to an operably linked recombinant polynucleotide, can be native to a host cell, or can be obtained from another source (i.e., foreign or heterologous ) than a promoter, recombinant polynucleotide, host cell, or any combination of these variants.

[00205] При получении экспрессионной кассеты можно проводить манипуляции с различными фрагментами ДНК, чтобы получить последовательности ДНК в надлежащей ориентации. С этой целью можно применять адаптеры или линкеры для соединения фрагментов ДНК или осуществлять другие манипуляции, чтобы обеспечить наличие удобных участков рестрикции, удаление избыточной ДНК, удаление участков рестрикции и тому подобное. С этой целью можно применять in vitro мутагенез, репарацию при помощи праймеров, рестрикцию, гибридизацию, повторные замены, например, транзиции и трансверсии.[00205] Upon receipt of an expression cassette, various DNA fragments can be manipulated to obtain DNA sequences in the correct orientation. For this purpose, adapters or linkers can be used to join DNA fragments or perform other manipulations to provide convenient restriction sites, removal of excess DNA, removal of restriction sites, and the like. For this purpose, in vitro mutagenesis, repair using primers, restriction, hybridization, repeated substitutions, for example, transitions and transversions, can be used.

[00206] В предложенных в данном документе экспрессионных кассетах можно применять большое количество промоторов. Промоторы можно выбирать на основании желаемого результата. Известно, что разные применения можно делать более эффективными, применяя в экспрессионных кассетах разные промоторы для модуляции времени, локализации и/или уровня экспрессии представляющего интерес полинуклеотида. Такие экспрессионные конструкции также могут содержать, в случае необходимости, промоторные регуляторные области (например, обеспечивающие индуцибельную, конститутивную, регулируемую внешней средой или уровнем развития, или клеточно- или тканеспецифическую/селективную экспрессию), участок инициации транскрипции, участок связывания рибосомы, сигнал процессинга РНК, участок терминации транскрипции и/или сигнал полиаденилирования.[00206] A wide variety of promoters can be used in the expression cassettes provided herein. Promoters can be selected based on the desired result. It is known that different applications can be made more efficient by using different promoters in expression cassettes to modulate the timing, localization and / or expression level of the polynucleotide of interest. Such expression constructs can also contain, if necessary, promoter regulatory regions (for example, providing inducible, constitutive, regulated by the environment or level of development, or cell or tissue specific / selective expression), a site for transcription initiation, a ribosome binding site, an RNA processing signal , a transcription termination site and / or a polyadenylation signal.

[00207] Экспрессионная кассета, содержащая предложенные в данном документе полинуклеотиды, также может содержать ген селективного маркера для проведения отбора трансформированных клеток. Гены селективных маркеров применяют для отбора трансформированных клеток или тканей.[00207] An expression cassette containing polynucleotides as provided herein may also contain a selectable marker gene for selecting transformed cells. Selectable marker genes are used to select transformed cells or tissues.

[00208] В случае целесообразности, последовательности, применяемые в способах и композициях (т.е. представляющий интерес полинуклеотид, нуклеазный агент и т.д.), можно оптимизировать для повышения экспрессии в клетке. Это означает, что можно синтезировать гены, используя кодоны, предпочтительные в данной представляющей интерес клетке, включая, например, кодоны, предпочтительные для млекопитающих, кодоны, предпочтительные для людей, кодоны, предпочтительные для грызунов, кодоны, предпочтительные для отличных от крысы грызунов, кодоны, предпочтительные для мышей, кодоны, предпочтительные для крыс, кодоны, предпочтительные для хомяков и т.д., для улучшения экспрессии.[00208] Where appropriate, the sequences used in the methods and compositions (ie, polynucleotide of interest, nuclease agent, etc.) can be optimized to enhance expression in a cell. This means that genes can be synthesized using codons preferred in a given cell of interest, including, for example, mammalian preferred codons, human preferred codons, rodent preferred codons, non-rat rodent preferred codons, codons mice preferred, rat preferred codons, hamster preferred codons, etc. to improve expression.

[00209] В различных предложенных в данном документе способах и композициях можно применять селективные маркеры. В раскрытых в данном документе способах и композициях можно применять различные селективные маркеры. Такие селективные маркеры могут, например, придавать устойчивость к антибиотикам, таким как G418, гигромицин, бластицидин, неомицин или пуромицин. Такие селективные маркеры включают неомицин фосфотрансферазу (neor), гигромицин-В-фосфотрансферазу (hygr), пуромицин-N-ацетилтрансферазу (puror) и бластицидин-S-дезаминазу (bsrr). В других вариантах реализации изобретения селективный маркер функционально связан с индуцибельным промотором, а экспрессия селективного маркера является токсичной для клетки. Неограничивающие примеры таких селективных маркеров включают ксантин/гуанин фосфорибозилтрансферазу (gpt), гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазу (HGPRT) или тимидинкиназу вируса простого герпеса (HSV-TK). Полинуклеотиды, кодирующие селективные маркеры, функционально связаны с активным в клетке промотором.[00209] Selectable markers can be used in various methods and compositions provided herein. Various selectable markers can be used in the methods and compositions disclosed herein. Such selectable markers can, for example, confer resistance to antibiotics such as G418, hygromycin, blasticidin, neomycin, or puromycin. Such selectable markers include neomycin phosphotransferase (neo r ), hygromycin B phosphotransferase (hyg r ), puromycin N acetyltransferase (puro r ), and blasticidin S deaminase (bsr r ). In other embodiments, the selectable marker is operably linked to an inducible promoter, and the expression of the selectable marker is toxic to the cell. Non-limiting examples of such selectable markers include xanthine / guanine phosphoribosyl transferase (gpt), hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase (HGPRT), or herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-TK). Polynucleotides encoding selectable markers are operably linked to a promoter active in the cell.

iii. Направляющие векторыiii. Direction vectors

[00210] Направляющие векторы применяют для внесения нуклеотидной вставки в целевой локус нуклеиновой кислоты крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка. Направляющий вектор содержит нуклеотидную вставку и дополнительно содержит 5' и 3' плечи гомологии, которые фланкируют нуклеотидную вставку. Плечи гомологии, которые фланкируют нуклеотидную вставку, соответствуют областям в целевом локусе нуклеиновой кислоты крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка. Для удобства, соответствующие когнатные геномные области в пределах целевого геномного локуса называются в данном документе «целевыми участками». Например, направляющий вектор может содержать первую нуклеотидную вставку, фланкируемую первым и вторым плечами гомологии, комплементарными первому и второму целевым участкам. Таким образом, направляющий вектор способствует интеграции нуклеотидной вставки в целевой локус нуклеиновой кислоты крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка посредством гомологичной рекомбинации, которая происходит между плечами гомологии и комплементарными целевыми участками в геноме клетки.[00210] Targeting vectors are used to introduce a nucleotide insert into a target nucleic acid locus of a rat, eukaryote, non-rat, eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster. The targeting vector contains a nucleotide insert and further contains 5 'and 3' homology arms that flank the nucleotide insert. The homology arms that flank the nucleotide insert correspond to regions in the target nucleic acid locus of the rat, eukaryote, non-rat, eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster. For convenience, the corresponding cognate genomic regions within the target genomic locus are referred to herein as "target regions". For example, the targeting vector may contain a first nucleotide insert flanked by first and second homology arms complementary to the first and second target regions. Thus, the targeting vector facilitates the integration of the nucleotide insert into the target nucleic acid locus of the rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat, mouse, or hamster through homologous recombination that occurs between the shoulders homology and complementary target regions in the cell genome.

[00211] В одном варианте реализации изобретения целевой локус нуклеиновой кислоты крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка содержит первую нуклеотидную последовательность, которая комплементарна 5' плечу гомологии, и вторую нуклеотидную последовательность, которая комплементарна 3' плечу гомологии. В одном варианте реализации изобретения первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 5 т.п.о. В другом варианте реализации изобретения первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 10 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 110 т.п.о., по меньшей мере 120 т.п.о., по меньшей мере 130 т.п.о., по меньшей мере 140 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 160 т.п.о., по меньшей мере 170 т.п.о., по меньшей мере 180 т.п.о., по меньшей мере 190 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем 2,5 м.п.о., по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем 3 м.п.о., или по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[00211] In one embodiment, the target nucleic acid locus of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster nucleic acid locus comprises a first nucleotide sequence that is complementary to the 5 'arm homology, and a second nucleotide sequence that is complementary to the 3 'arm of homology. In one embodiment, the first and second nucleotide sequences are separated by at least 5 kb. In another embodiment, the first and second nucleotide sequences are separated by at least 5 kb, but less than 200 kb. In one embodiment, the first and second nucleotide sequences are separated by at least 10 kb. In one embodiment, the first and second nucleotide sequences are separated by at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb. bp, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb, at least 100 kb, at least 110 kb, at least 120 kb, at least 130 kb, at least 140 kb at least 150 kb, at least 160 kb, at least 170 kb, at least 180 kb, at least at least 190 kbp or at least 200 kbp. In other embodiments, the first and second nucleotide sequences are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, at least 5 kb, but less than 3 m. bp, at least 10 kb, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, by at least 40 kb but less than 60 kb, at least 60 kb but less than 80 kb, at least about 80 kb bp, but less than 100 kbp, at least 100 kbp, but less than 150 kbp, or at least 150 kbp, but less than 200 kbp, at least about 200 kbp, but less than about 300 kbp, at least about 300 kbp, but less than about 400 kbp, at least about 400 kbp, but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1.5 ppm, but less than about 2 ppm, at least about 1 ppm, but less than about 1 , 5 p.p., at least about 2 p.p., but less than 2.5 ppm, at least about 2.5 ppm but less than 3 ppm, or at least about 2 ppm but less than about 3 m.p.

[00212] Плечо гомологии направляющего вектора может иметь любую длину, которой достаточно, чтобы стимулировать гомологичную рекомбинацию с соответствующим целевым участком, включая, например, длину, составляющую по меньшей мере 5-10 т.п.о., 5-15 т.п.о., 10-20 т.п.о., 20-30 т.п.о., 30-40 т.п.о., 40-50 т.п.о., 50-60 т.п.о., 60-70 т.п.о., 70-80 т.п.о., 80-90 т.п.о., 90-100 т.п.о., 100-110 т.п.о., 110-120 т.п.о., 120-130 т.п.о., 130-140 т.п.о., 140-150 т.п.о., 150-160 т.п.о., 160-170 т.п.о., 170-180 т.п.о., 180-190 т.п.о., 190-200 т.п.о. или более. Как более подробно описано ниже, в крупных направляющих векторах могут применяться направляющие плечи большей длины. В конкретном варианте реализации изобретения 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о. или 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере от около 16 т.п.о. до около 100 т.п.о. или от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения общий размер 5' и 3' плеч гомологии LTVEC составляет от около 10 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 100 т.п.о. или от около 50 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до около 150 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения размер делеции одинаков или сходен с общим размером 5' и 3' плеч гомологии LTVEC.[00212] The targeting vector homology arm can be of any length that is sufficient to stimulate homologous recombination with the corresponding target region, including, for example, a length of at least 5-10 kb, 5-15 kb kb, 10-20 kb, 20-30 kb, 30-40 kb, 40-50 kb, 50-60 kb .o., 60-70 kbp, 70-80 kbp, 80-90 kbp, 90-100 kbp, 100-110 kbp kb, 110-120 kb, 120-130 kb, 130-140 kb, 140-150 kb, 150-160 kb .about., 160-170 kbp, 170-180 kbp, 180-190 kbp, 190-200 kbp. or more. As described in more detail below, larger guide vectors can use longer guide arms. In a particular embodiment, the 5 'homology arm and the 3' homology arm add up to at least 10 kbp. or the 5 'arm of homology and the 3' arm of homology add up to at least about 16 kbp. up to about 100 kbp or from about 30 kbp. up to about 100 kbp In other embodiments, the total size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology is from about 10 kbp. to about 150 kbp, from about 10 kbp. to about 100 kbp, from about 10 kbp. to about 75 kbp, from about 20 kbp. to about 150 kbp, from about 20 kbp. to about 100 kbp, from about 20 kbp. to about 75 kbp, from about 30 kbp. to about 150 kbp, from about 30 kbp. to about 100 kbp, from about 30 kbp. to about 75 kbp, from about 40 kbp. to about 150 kbp, from about 40 kbp. to about 100 kbp, from about 40 kbp. to about 75 kbp, from about 50 kbp. to about 150 kbp, from about 50 kbp. up to about 100 kbp or from about 50 kbp. to about 75 kbp, from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to about 150 kbp In one embodiment, the size of the deletion is the same or similar to the overall size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology.

[00213] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес геномный локус содержит (i) 5' целевую последовательность, которая гомологична 5' плечу гомологии; и (ii) 3' целевую последовательность, которая гомологична 3' плечу гомологии. В одном варианте реализации изобретения 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о. В других вариантах реализации изобретения 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о. или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем 2,5 м.п.о., по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о., или по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[00213] In one embodiment, the genomic locus of interest comprises (i) a 5 'target sequence that is homologous to the 5' arm of homology; and (ii) a 3 'target sequence that is homologous to the 3' homology arm. In one embodiment, the 5 'target sequence and the 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 ppm. In other embodiments, the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, at least 5 kb, but less than 3 ppm, at least 10 kb, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb. v., at least 40 kb, but less than 60 kb, at least 60 kb, but less than 80 kb, at least about 80 kb but less than 100 kb, at least 100 kb but less than 150 kb or at least 150 kb but less than 200 kb, at least about 200 kb but less than about 300 kb, at least about 300 kb but less than about 400 kb, at least about 400 kb but less than about 500 kb, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1.5 ppm, but less than about 2 ppm, at least about 1 ppm but less than about 1.5 ppm, at least about 2 ppm, but less than 2.5 ppm, at least about 2.5 ppm but less than about 3 ppm, or at least about 2 ppm but less than about 3 ppm.

[00214] В случае применения нуклеазных агентов, когнатные геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии направляющего вектора, «расположены достаточно близко» к нуклеазным целевым участкам, чтобы стимулировать гомологичную рекомбинацию между когнатными геномными областями и плечами гомологии после одноцепочечного или друхцепочечного разрыва в участке распознавания. Например, нуклеазные целевые участки могут располагаться в любом месте между когнатными геномными областями, соответствующими 5' и 3' плечам гомологии. В конкретных вариантах реализации изобретения участок распознавания непосредственно прилегает по меньшей мере к одной или обеим когнатным геномным областям.[00214] In the case of nuclease agents, the cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms of the targeting vector are "located close enough" to the nuclease target regions to stimulate homologous recombination between cognate genomic regions and homology arms after single-stranded or double-stranded break in the recognition area. For example, nuclease target regions can be located anywhere between the cognate genomic regions corresponding to the 5 'and 3' arms of homology. In specific embodiments of the invention, the recognition site is directly adjacent to at least one or both of the cognate genomic regions.

[00215] В контексте данного документе плечо гомологии и целевой участок (т.е. когнатная геномная область) «дополняют» или «являются комплементарными» по отношению друг к другу, если две области обладают достаточной степенью идентичности последовательностей по отношению друг к другу, чтобы служить в качестве субстратов для реакции гомологичной рекомбинации. Под «гомологичными» подразумеваются последовательности ДНК, которые идентичны или обладают идентичностью последовательностей с соответствующей или «комплементарной» последовательностью. Идентичность последовательностей между заданным целевым участком и соответствующим плечом гомологии, находящимся в направляющем векторе, может характеризоваться любой степенью идентичности последовательностей, которая делает возможной гомологичную рекомбинацию. Например, степень идентичности последовательностей между плечом гомологии направляющего вектора (или его фрагмента) и целевым участком (или его фрагментом) может составлять по меньшей мере 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100%, так, что последовательности подлежат гомологичной рекомбинации. Кроме того, комплементарная область гомологии между плечом гомологии и комплементарным целевым участком может иметь любую длину, которой достаточно, чтобы стимулировать гомологичную рекомбинацию в расщепляемом участке распознавания. Заданные плечо гомологии и/или комплементарный целевой участок могут содержать комплементарные области гомологии, длина которых составляет по меньшей мере 5-10 т.п.о., 5-15 т.п.о., 10-20 т.п.о., 20-30 т.п.о., 30-40 т.п.о., 40-50 т.п.о., 50-60 т.п.о., 60-70 т.п.о., 70-80 т.п.о., 80-90 т.п.о., 90-100 т.п.о., 100-110 т.п.о., 110-120 т.п.о., 120-130 т.п.о., 130-140 т.п.о., 140-150 т.п.о., 150-160 т.п.о., 160-170 т.п.о., 170-180 т.п.о., 180-190 т.п.о., 190-200 т.п.о., 200 т.п.о. до 300 т.п.о. или более (так, как описано для векторов LTVEC, описанных в другом месте данного документа), так, что плечо гомологии обладает достаточной гомологией, чтобы подлежать гомологичной рекомбинации с соответствующими целевыми участками в пределах генома клетки. Для удобства плечи гомологии называются в данном документе 5' и 3' плечами гомологии. Эта терминология связана с относительным расположением плеч гомологии по отношению к нуклеотидной вставке в пределах направляющего вектора.[00215] As used herein, the homology arm and the target region (ie, the cognate genomic region) are "complementary" or "complementary" to each other if the two regions have a sufficient degree of sequence identity with respect to each other that serve as substrates for homologous recombination reactions. By "homologous" is meant DNA sequences that are identical or have sequence identity with a corresponding or "complementary" sequence. The sequence identity between a given target region and the corresponding homology arm in the targeting vector can have any degree of sequence identity that allows homologous recombination. For example, the degree of sequence identity between the homology arm of the targeting vector (or its fragment) and the target region (or its fragment) can be at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100%, so that the sequences are subject to homologous recombination. In addition, the complementary region of homology between the arm of homology and the complementary target region can be of any length that is sufficient to stimulate homologous recombination in the cleavable recognition region. The predetermined homology arm and / or complementary target region may contain complementary homology regions, the length of which is at least 5-10 kb, 5-15 kb, 10-20 kb. , 20-30 kbp, 30-40 kbp, 40-50 kbp, 50-60 kbp, 60-70 kbp. , 70-80 kbp, 80-90 kbp, 90-100 kbp, 100-110 kbp, 110-120 kbp. , 120-130 kbp, 130-140 kbp, 140-150 kbp, 150-160 kbp, 160-170 kbp. , 170-180 kbp, 180-190 kbp, 190-200 kbp, 200 kbp. up to 300 kbp or more (as described for the LTVEC vectors described elsewhere in this document), so that the homology arm has sufficient homology to undergo homologous recombination with the corresponding target regions within the cell genome. For convenience, the homology arms are referred to herein as 5 'and 3' homology arms. This terminology is associated with the relative position of the arms of homology with respect to the nucleotide insert within the targeting vector.

[00216] Следовательно, плечи гомологии направляющего вектора конструируют так, чтобы они были комплементарными целевому участку с таргетируемым локусом. Таким образом, плечи гомологии могут быть комплементарными локусу, который является нативным по отношению к клетке, или, в альтернативном варианте, они могут быть комплементарными области гетерологичного или экзогенного сегмента ДНК, который был интегрирован в геном клетки, включая, но не ограничиваясь этим, трансгены, экспрессионные кассеты или гетерологичные или экзогенные области геномной ДНК. В альтернативном варианте плечи гомологии направляющего вектора могут быть комплементарными области человеческой искусственной хромосомы или любой другой сконструированной геномной области, содержащейся в соответствующей клетке-хозяине. Кроме того, плечи гомологии направляющего вектора могут быть комплементарными или полученными из области библиотеки БИХ, библиотеки космид или фаговой библиотеки Р1. Таким образом, в конкретных вариантах реализации изобретения плечи гомологии направляющего вектора комплементарны геномному локусу крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, который является нативным, гетерологичным или экзогенным для данной клетки. В дополнительных вариантах реализации изобретения плечи гомологии направляющего вектора комплементарны геномному локусу крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, который нельзя таргетировать традиционным способом или который может быть таргетирован только неправильно или с очень низкой эффективностью в отсутствие одноцепочечного или двухцепочечного разрыва, индуцируемого нуклеазным агентом. В одном варианте реализации изобретения плечи гомологии получены из синтетической ДНК.[00216] Therefore, the homology arms of the targeting vector are designed to be complementary to the target region with the targeted locus. Thus, the homology arms can be complementary to a locus that is native to the cell, or, alternatively, they can be complementary to a region of a heterologous or exogenous DNA segment that has been integrated into the cell's genome, including, but not limited to, transgenes , expression cassettes, or heterologous or exogenous regions of genomic DNA. Alternatively, the homology arms of the targeting vector may be complementary to a region of a human artificial chromosome or any other engineered genomic region contained in an appropriate host cell. In addition, the homology arms of the targeting vector can be complementary to or derived from the IIR library region, the cosmid library, or the P1 phage library. Thus, in specific embodiments of the invention, the homology arms of the targeting vector are complementary to the genomic locus of the rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse, or hamster that is native, heterologous, or exogenous for a given cell. In additional embodiments, the targeting vector homology arms are complementary to the genomic locus of the rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse, or hamster that cannot be conventionally targeted, or which may be targeted only incorrectly or with very low efficacy in the absence of a single-stranded or double-stranded break induced by a nuclease agent. In one embodiment, the homology arms are derived from synthetic DNA.

[00217] В других вариантах реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии комплементарны тому же геному, что и таргетируемый геном. В одном варианте реализации изобретения плечи гомологии получены из родственного генома, например, таргетируемый геном является геномом крысы из первого штамма, а плечи гомологии получены из генома крысы из второго штамма, при этом первый штамм и второй штамм отличаются. В других вариантах реализации изобретения плечи гомологии получены из генома одного животного или получены из генома одного штамма, например, таргетируемый геном является геномом крысы из первого штамма, а плечи гомологии получены из крысиного генома той же самой крысы или того же самого штамма.[00217] In other embodiments, the 5 'and 3' homology arms are complementary to the same genome as the target genome. In one embodiment, the homology arms are derived from a related genome, for example, the targeted genome is a rat genome from a first strain, and the homology arms are derived from a rat genome from a second strain, wherein the first strain and the second strain are different. In other embodiments, the homology arms are derived from the genome of a single animal or are derived from the genome of a single strain, for example, the targeted genome is a rat genome from a first strain, and the homology arms are derived from a rat genome of the same rat or the same strain.

[00218] Направляющий вектор (такой как крупный направляющий вектор) также может содержать селекционную кассету или репортерный ген, как обсуждается в другом месте данного документа. Селекционная кассета может содержать нуклеотидную последовательность, кодирующую селективный маркер, при этом нуклеотидная последовательность функционально связана с промотором. Промотор может быть активным в представляющей интерес прокариотической клетке и/или быть активным в представляющей интерес эукариотической клетке. Такие промоторы могут быть индуцибельными промоторами, промоторами, эндогенными по отношению к репортерному гену или к клетке, промоторами, гетерологичными по отношению к репортерному гену или к клетке, клеточно-специфическими промоторами, тканеспецифическими промоторами или промоторами, специфическими в отношении стадии развития. В одном варианте реализации изобретения селективный маркер выбран из или включает неомицин фосфотрансферазу (neor), гигромицин-В-фосфотрансферазу (hygr), пуромицин-N-ацетилтрансферазу (puror), бластицидин-S-дезаминазу (bsrr), ксантин/гуанин фосфорибозилтрансферазу (gpt) и тимидинкиназу вируса простого герпеса (HSV-k) и/или их комбинацию. Селективный маркер направляющего вектора может фланкироваться 5' and 3' плечами гомологии или быть расположенным 5' или 3' по отношению к плечам гомологии.[00218] A targeting vector (such as a large targeting vector) can also contain a selection cassette or reporter gene, as discussed elsewhere in this document. The selection cassette may contain a nucleotide sequence encoding a selection marker, the nucleotide sequence being operably linked to a promoter. The promoter can be active in the prokaryotic cell of interest and / or be active in the eukaryotic cell of interest. Such promoters can be inducible promoters, promoters endogenous to a reporter gene or to a cell, promoters heterologous to a reporter gene or a cell, cell-specific promoters, tissue-specific promoters, or developmental stage-specific promoters. In one embodiment, the selectable marker is selected from or includes neomycin phosphotransferase (neo r ), hygromycin B phosphotransferase (hyg r ), puromycin N acetyltransferase (puro r ), blasticidin S deaminase (bsr r ), xanthine / guanine phosphoribosyltransferase (gpt) and herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-k) and / or a combination thereof. The targeting vector selectable marker can be flanked by 5 'and 3' arms of homology, or be located 5 'or 3' in relation to the arms of homology.

[00219] В одном варианте реализации изобретения направляющий вектор (такой как крупный направляющий вектор) содержит репортерный ген, функционально связанный с промотором, при этом репортерный ген кодирует репортерный белок, выбранный из группы, состоящей из или включающей LacZ, mPlum, mCherry, tdTomato, m Strawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, усиленный желтый флуоресцентный белок (уЖФБ), Emerald, усиленный зеленый флуоресцентный белок (уЗФБ), CyPet, голубой флуоресцентный белок (ГФБ), Cerulean, T-Sapphire, люциферазу, щелочную фосфатазу и/или их комбинацию. Такие репортерные гены могут быть функционально связаны с активным в клетке промотором. Такие промоторы могут быть индуцибельными промоторами, промоторами, эндогенными по отношению к репортерному гену или клетке, промоторами, гетерологичными по отношению к репортерному гену или клетке, клеточно-специфическими промоторами, тканеспецифическими промоторами или промоторами, специфическими в отношении стадии развития.[00219] In one embodiment, a targeting vector (such as a large targeting vector) comprises a reporter gene operably linked to a promoter, the reporter gene encoding a reporter protein selected from the group consisting of or including LacZ, mPlum, mCherry, tdTomato, m Strawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, enhanced yellow fluorescent protein (uLPP), Emerald, enhanced green fluorescent protein (uZPP), CyPet, blue fluorescent protein (HPP), Cerulean, T- Sapphire, luciferase, alkaline phosphatase, and / or a combination thereof. Such reporter genes can be operably linked to a promoter active in the cell. Such promoters can be inducible promoters, promoters endogenous to a reporter gene or cell, promoters heterologous to a reporter gene or cell, cell-specific promoters, tissue-specific promoters, or developmental stage-specific promoters.

[00220] В одном варианте реализации изобретения комбинированное применение направляющего вектора (включая, например, крупный направляющий вектор) с нуклеазными агентами приводит к повышению эффективности таргетирования по сравнению с применением одного направляющего вектора. В одном варианте реализации изобретения, когда направляющий вектор применяют в сочетании с нуклеазным агентом, эффективность таргетирования направляющего вектора повышается по меньшей мере в два раза, по меньшей мере в три раза или по меньшей мере в 4 раза по сравнению с применением одного направляющего вектора.[00220] In one embodiment of the invention, the combined use of a targeting vector (including, for example, a large targeting vector) with nuclease agents results in an increase in targeting efficiency compared to using a single targeting vector. In one embodiment, when a targeting vector is used in combination with a nuclease agent, the targeting efficiency of the targeting vector is increased at least two-fold, at least three-fold, or at least 4-fold compared to the use of a single targeting vector.

[00221] При применении направляющего вектора конструкция вектора может быть такой, чтобы создавать возможность вставки заданной последовательности, составляющей от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о., как описано в данном документе. В одном варианте реализации изобретения вставка составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о. или от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00221] When using a targeting vector, the vector design may be such as to allow insertion of a predetermined sequence of about 5 kb. up to about 200 kbp as described herein. In one embodiment, the insert is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 110 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. up to about 190 kbp or from about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00222] При применении направляющего вектора конструкция вектора может быть такой, чтобы создавать возможность замещения заданной последовательности, составляющей от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о. или от около 5 т.п.о. до около 3,0 м.п.о., как описано в данном документе. В одном варианте реализации изобретения замещение составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о., от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.[00222] When using a targeting vector, the vector design may be such as to allow substitution for a predetermined sequence of about 5 kbp. up to about 200 kbp or from about 5 kbp. up to about 3.0 mpo, as described in this document. In one embodiment, the substitution is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 110 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. to about 190 kbp, from about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p.

[00223] В одном варианте реализации изобретения направляющий вектор содержит ген сайт-специфической рекомбиназы. В одном варианте реализации изобретения ген сайт-специфической рекомбиназы кодирует рекомбиназу Cre. В одном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre представляет собой Crei, в котором два экзона, кодирующие рекомбиназу Cre, разделены интроном для предотвращения ее экспрессии в прокариотической клетке.[00223] In one embodiment, the targeting vector comprises a site-specific recombinase gene. In one embodiment, the site-specific recombinase gene encodes Cre recombinase. In one embodiment, the Cre recombinase gene is Crei, in which two exons encoding Cre recombinase are separated by an intron to prevent its expression in a prokaryotic cell.

[00224] В одном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre дополнительно содержит сигнал ядерной локализации для облегчения локализации Cre (или любой рекомбиназы или нуклеазного агента) относительно ядра (например, ген является геном NL-Cre). В конкретном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre дополнительно содержит сигнал ядерной локализации и интрон (например, NL-Crei).[00224] In one embodiment, the Cre recombinase gene further comprises a nuclear localization signal to facilitate localization of Cre (or any recombinase or nuclease agent) to the nucleus (eg, the gene is an NL-Cre gene). In a specific embodiment, the Cre recombinase gene further comprises a nuclear localization signal and an intron (eg, NL-Crei).

[00225] В различных вариантах реализации изобретения подходящий для экспрессии нуклеазного агента (включая рекомбиназу Cre или Crei, обсуждаемую выше) промотор выбран из или включает Prm1, Blimp1, Gata6, Gata4, Igƒ2, Lhx2, Lhx5 и/или Рах3. В конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Gata6 или Gata4. Различные промоторы могут быть получены из любого организма, включая, например, грызуна, такого как мышь или крыса, отличного от крысы грызуна, эукариота, отличного от крысы эукариота, отличного от человека млекопитающего, млекопитающего, человека или хомяка. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор крысиного Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор мышиного Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Blimp1 или его фрагмент, например, содержащий 1 т.п.о. или 2 т.п.о. фрагмент промотора Blimp1. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки.[00225] In various embodiments, a promoter suitable for expression of a nuclease agent (including the Cre or Crei recombinase discussed above) is selected from or includes Prm1, Blimp1, Gata6, Gata4, Igƒ2, Lhx2, Lhx5 and / or Pax3. In a specific embodiment, the promoter is a Gata6 or Gata4 promoter. Various promoters can be obtained from any organism, including, for example, a rodent such as a mouse or a rat, a non-rat rodent, a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a mammal, a human, or a hamster. In another specific embodiment, the promoter is a Prm1 promoter. In another specific embodiment, the promoter is a rat Prm1 promoter. In another specific embodiment, the promoter is a murine Prm1 promoter. In another specific embodiment of the invention, the promoter is the Blimp1 promoter or a fragment thereof, for example, containing 1 kb. or 2 like. fragment of the Blimp1 promoter. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which are fully incorporated into this document by reference.

iv. Крупные направляющие векторыiv. Large guide vectors

[00226] Употребляемый в данном документе термин «крупный направляющий вектор» или «LTVEC» включает крупные направляющие векторы, которые содержат плечи гомологии, которые соответствуют или получены из нуклеотидных последовательностей, крупнее тех, которые обычно используются в других подходах для осуществления гомологичного таргетирования в клетках, и/или содержащие нуклеотидные вставки, содержащие нуклеотидные последовательности, крупнее тех, которые обычно используются в других подходах для осуществления гомологичного рекомбинационного таргетирования в клетках. Например, LTVEC позволяет осуществлять модификацию крупных локусов, которую невозможно осуществить при помощи традиционных основанных на плазмидах направляющих векторов из-за ограничений по размеру. В конкретных вариантах реализации изобретения плечи гомологии и/или нуклеотидная вставка LTVEC содержат геномную последовательность эукариотической клетки или некрысиной эукариотической клетки. Размер LTVEC слишком большой для проведения скрининга таргетирования традиционными методами анализа, например, Саузерн-блоттинга и ПЦР длинных фрагментов (например, 1 т.п.о. - 5 т.п.о.). Примеры LTVEC, включают, но не ограничиваются этим, векторы, полученные из бактериальной искусственной хромосомы (БИХ), человеческой искусственной хромосомы и дрожжевой искусственной хромосомы (ДИХ). Неограничивающие примеры LTVEC и способы их получения описаны, например, в патентах США №6586251, 6596541, 7105348 и WO 2002/036789 (PCT/US 01/45375), и US 2013/0137101, которые все включены в данный документ посредством ссылки.[00226] As used herein, the term "large targeting vector" or "LTVEC" includes large targeting vectors that contain arms of homology that correspond to or are derived from nucleotide sequences larger than those commonly used in other approaches to perform homologous targeting in cells , and / or containing nucleotide insertions containing nucleotide sequences larger than those commonly used in other approaches to carry out homologous recombination targeting in cells. For example, LTVEC allows modification of large loci that is not possible with traditional plasmid-based targeting vectors due to size limitations. In specific embodiments, the homology arms and / or nucleotide insert of the LTVEC contains the genomic sequence of a eukaryotic cell or non-rat eukaryotic cell. The size of the LTVEC is too large to be screened for targeting by conventional assays such as Southern blotting and long-fragment PCR (eg, 1 kb - 5 kb). Examples of LTVECs include, but are not limited to, vectors derived from bacterial artificial chromosome (IIR), human artificial chromosome, and yeast artificial chromosome (DIR). Non-limiting examples of LTVECs and methods for their preparation are described, for example, in US patents No. 6586251, 6596541, 7105348 and WO 2002/036789 (PCT / US 01/45375), and US 2013/0137101, all of which are incorporated herein by reference.

[00227] LTVEC может иметь любую длину, включая, но не ограничиваясь этим, от около 20 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 75 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до 125 т.п.о., от около 125 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 175 т.п.о., от около 175 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 225 т.п.о., от около 225 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 275 т.п.о. или от около 275 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 550 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения LTVEC составляет около 100 т.п.о.[00227] LTVEC can be of any length, including, but not limited to, from about 20 kbp. to about 400 kbp, from about 20 kbp. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. up to 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 75 kbp, from about 75 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to 125 kbp, from about 125 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 175 kbp, from about 175 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 225 kbp, from about 225 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. up to about 275 kbp or from about 275 kbp. to about 300 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 350 kbp, from about 350 kbp. to about 400 kbp, from about 350 kbp. up to about 550 kbp In one embodiment, the LTVEC is about 100 kbp.

[00228] В некоторых вариантах реализации изобретения LTVEC составляет по меньшей мере 10 т.п.о., по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00228] In some embodiments, the LTVEC is at least 10 kb, at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb at least 40 kb, at least 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least at least 80 kb, at least 90 kb, at least 100 kb, at least 150 kb or at least 200 kbp.

[00229] В некоторых вариантах реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную последовательность, составляющую по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00229] In some embodiments, the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb ., at least 100 kbp, at least 150 kbp. or at least 200 kbp.

[00230] В одном варианте реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную вставку в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 0.5 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 0.5 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 0.5 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о. или от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00230] In one embodiment, the LTVEC contains a nucleotide insert in the range of about 5 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 30 kbp, from about 0.5 kbp to about 30 kbp, from about 0.5 kbp to about 40 kbp, from about 30 kbp. to about 150 kbp, from about 0.5 kbp. to about 150 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. up to about 190 kbp or from about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00231] В одном варианте реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную последовательность, составляющую по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00231] In one embodiment, the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[00232] При применении LTVEC конструкция вектора может быть такой, чтобы создавать возможность замещения заданной последовательности, составляющей от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о. или от около 5 т.п.о. до около 3 м.п.о., как описано в данном документе. В одном варианте реализации изобретения замещение составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о., от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.[00232] When using LTVEC, the vector design may be such as to allow substitution for a predetermined sequence of about 5 kb. up to about 200 kbp or from about 5 kbp. up to about 3 mpo, as described in this document. In one embodiment, the substitution is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 110 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. to about 190 kbp, from about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p.

[00233] В одном варианте реализации изобретения плечи гомологии LTVEC получены из библиотеки БИХ, библиотеки космид или фаговой библиотеки Р1. В других вариантах реализации изобретения плечи гомологии получены из целевого геномного локуса клетки, а в некоторых случаях таргетирование целевого геномного локуса, на который нацелен LTVEC, невозможно осуществить традиционным способом. В других вариантах реализации изобретения плечи гомологии получены из синтетической ДНК.[00233] In one embodiment, the LTVEC homology arms are derived from an IIR library, a cosmid library, or a P1 phage library. In other embodiments of the invention, the homology arms are derived from the target genomic locus of the cell, and in some cases, targeting the target genomic locus to which LTVEC is targeted cannot be accomplished in a conventional manner. In other embodiments, the homology arms are derived from synthetic DNA.

[00234] В одном варианте реализации изобретения 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в LTVEC в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от 100 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 200 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения общий размер 5' и 3' плеч гомологии LTVEC составляет от около 10 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 100 т.п.о. или от около 50 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до около 150 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения размер делеции одинаков или сходен с общим размером 5' и 3' плеч гомологии LTVEC.[00234] In one embodiment, the 5 'homology arm and the 3' homology arm in LTVEC add up to at least 10 kbp. In other embodiments, the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. up to about 100 kbp, from 100 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. up to about 200 kbp In one embodiment, the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 30 kbp. up to about 100 kbp In other embodiments, the total size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology is from about 10 kbp. to about 150 kbp, from about 10 kbp. to about 100 kbp, from about 10 kbp. to about 75 kbp, from about 20 kbp. to about 150 kbp, from about 20 kbp. to about 100 kbp, from about 20 kbp. to about 75 kbp, from about 30 kbp. to about 150 kbp, from about 30 kbp. to about 100 kbp, from about 30 kbp. to about 75 kbp, from about 40 kbp. to about 150 kbp, from about 40 kbp. to about 100 kbp, from about 40 kbp. to about 75 kbp, from about 50 kbp. to about 150 kbp, from about 50 kbp. up to about 100 kbp or from about 50 kbp. to about 75 kbp, from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to about 150 kbp In one embodiment, the size of the deletion is the same or similar to the overall size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology.

[00235] В других вариантах реализации изобретения диапазон 5' плеча гомологии составляет от около 5 т.п.о. до около 100 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения диапазон 3' плеча гомологии составляет от около 5 т.п.о. до около 100 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения 5' и 3' плечи гомологии в общей сумме составляют от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 70 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о., от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о. или от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до около 150 т.п.о.[00235] In other embodiments of the invention, the range of the 5 'arm of homology is from about 5 kbp. up to about 100 kbp In one embodiment, the range of the 3 'arm of homology is from about 5 kbp. up to about 100 kbp In other embodiments, the 5 'and 3' homology arms total between about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kb, from about 50 kb. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 70 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 110 kbp. to about 120 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. to about 190 kbp, from about 190 kbp. up to about 200 kbp or from about 30 kbp. to about 100 kbp, from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to about 150 kbp

[00236] В одном варианте реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную вставку, которая гомологична или ортологична крысиной нуклеотидной последовательности, фланкируемой плечами гомологии LTVEC. В одном варианте реализации изобретения последовательность нуклеотидной вставки получена от вида, отличного от крысы. В одном варианте реализации изобретения последовательность нуклеотидной вставки получена от эукариота. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка, которая является гомологичной или ортологичной крысиной нуклеотидной последовательности, представляет собой нуклеиновую кислоту млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка, которая является гомологичной или ортологичной крысиной нуклеотидной последовательности, представляет собой нуклеиновую кислоту отличного от человека млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего представляет собой нуклеиновую кислоту мыши. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего представляет собой нуклеиновую кислоту человека. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего представляет собой нуклеиновую кислоту хомяка. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка представляет собой геномную ДНК. В одном варианте реализации изобретения вставка составляет от 5 т.п.о. до 200 т.п.о., как описано выше.[00236] In one embodiment, the LTVEC contains a nucleotide insert that is homologous or orthologous to the rat nucleotide sequence flanked by the LTVEC homology arms. In one embodiment, the nucleotide insert sequence is from a non-rat species. In one embodiment, the insert sequence is derived from a eukaryote. In one embodiment, the nucleotide insert that is homologous or orthologous to the rat nucleotide sequence is a mammalian nucleic acid. In one embodiment, the nucleotide insert that is homologous to or orthologous to the rat nucleotide sequence is a non-human mammalian nucleic acid. In one embodiment, the mammalian nucleic acid is a mouse nucleic acid. In one embodiment, the mammalian nucleic acid is a human nucleic acid. In one embodiment, the mammalian nucleic acid is a hamster nucleic acid. In one embodiment, the nucleotide insert is genomic DNA. In one embodiment, the insert is 5 kbp. up to 200 kbp as described above.

[00237] В одном варианте реализации изобретения LTVEC содержит селекционную кассету или репортерный ген. Различные формы селекционных кассет или репортерных генов, которые могут применяться, обсуждаются в другом месте данного документа.[00237] In one embodiment, the LTVEC comprises a selection cassette or reporter gene. The various forms of selection cassettes or reporter genes that can be used are discussed elsewhere in this document.

Как описано в другом месте данного документа, LTVEC также можно применять в предложенных в данном документе способах в комбинации с нуклеазным агентом, который стимулирует гомологичную рекомбинацию между направляющим вектором и целевым локусом нуклеиновой кислоты крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка в плюрипотентной или неплюрипотентной клетке крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка.As described elsewhere in this document, LTVEC can also be used in the methods provided herein in combination with a nuclease agent that promotes homologous recombination between the targeting vector and the target nucleic acid locus of a rat, eukaryote, non-rat, eukaryote, non-human mammal mammal, human, non-rat rodent, mouse or hamster in a pluripotent or non-pluripotent rat cell, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat rodent, mouse or hamster.

[00238] В одном варианте реализации изобретения крупный направляющий вектор (LTVEC) содержит ген сайт-специфической рекомбиназы. В одном варианте реализации изобретения ген сайт-специфической рекомбиназы кодирует рекомбиназу Cre. В одном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre представляет собой Crei, в котором два экзона, кодирующие рекомбиназу Cre, разделены нитроном для предотвращения ее экспрессии в прокариотической клетке. В одном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre дополнительно содержит сигнал ядерной локализации для облегчения локализации Cre (или любой рекомбиназы или нуклеазного агента) относительно ядра (например, ген является геном NL-Cre). В конкретном варианте реализации изобретения ген рекомбиназы Cre дополнительно содержит сигнал ядерной локализации и интрон (например, NL-Crei).[00238] In one embodiment, a large targeting vector (LTVEC) contains a site-specific recombinase gene. In one embodiment, the site-specific recombinase gene encodes Cre recombinase. In one embodiment, the Cre recombinase gene is Crei, in which two exons encoding Cre recombinase are separated by a nitrone to prevent its expression in a prokaryotic cell. In one embodiment, the Cre recombinase gene further comprises a nuclear localization signal to facilitate localization of Cre (or any recombinase or nuclease agent) to the nucleus (eg, the gene is an NL-Cre gene). In a specific embodiment, the Cre recombinase gene further comprises a nuclear localization signal and an intron (eg, NL-Crei).

[00239] В различных вариантах реализации изобретения подходящий для экспрессии нуклеазного агента (включая рекомбиназу Cre или Crei, обсуждаемую выше) промотор выбран из или включает Prm1, Blimp1, Gata6, Gata4, Igƒ2, Lhx2, Lhx5 и/или Рах3. В конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Gata6 или Gata4. Различные промоторы могут быть получены из любого организма, включая, например, грызуна, такого как мышь или крыса, отличного от крысы грызуна, эукариота, отличного от крысы эукариота, отличного от человека млекопитающего, млекопитающего, человека или хомяка. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор крысиного Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор мышиного Prm1. В другом конкретном варианте реализации изобретения промотор представляет собой промотор Blimp1 или его фрагмент, например, содержащий 1 т.п.о. или 2 т.п.о. фрагмент промотора Blimp1. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки.[00239] In various embodiments, a promoter suitable for expression of a nuclease agent (including the Cre or Crei recombinase discussed above) is selected from or includes Prm1, Blimp1, Gata6, Gata4, Igƒ2, Lhx2, Lhx5 and / or Pax3. In a specific embodiment, the promoter is a Gata6 or Gata4 promoter. Various promoters can be obtained from any organism, including, for example, a rodent such as a mouse or a rat, a non-rat rodent, a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a mammal, a human, or a hamster. In another specific embodiment, the promoter is a Prm1 promoter. In another specific embodiment, the promoter is a rat Prm1 promoter. In another specific embodiment, the promoter is a murine Prm1 promoter. In another specific embodiment of the invention, the promoter is the Blimp1 promoter or a fragment thereof, for example, containing 1 kb. or 2 like. fragment of the Blimp1 promoter. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which are fully incorporated into this document by reference.

[00240] В одном варианте реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную вставку, которая может обеспечить удаление, добавление, замещение или их комбинацию области локуса АроЕ, локуса Il2rg, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, как более подробно обсуждается в другом месте данного документа. В конкретных вариантах реализации изобретения генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению, повышению или модуляции активности АроЕ, активности IL-2Rg, активности Rag2, активности Rag1 и/или активности Rag2 и Rag1. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение АроЕ, выключение Il2rg, выключение Rag2, выключение Rag1, выключение Rag2/Rag1. Как обсуждается ниже, нуклеазные агенты можно применять с любой из направляющих систем LTVEC для нацеливания на любой представляющий интерес геномный локус.[00240] In one embodiment, the LTVEC comprises a nucleotide insert that can remove, add, substitute, or a combination of the region of the ApoE locus, Il2rg locus, Rag2 locus, Rag1 locus and / or rat, non-rat eukaryotic Rag2 / Rag1 locus eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse, or hamster, as discussed in more detail elsewhere in this document. In specific embodiments, genetic modification at the ApoE locus results in a decrease, increase, or modulation of ApoE activity, IL-2Rg activity, Rag2 activity, Rag1 activity, and / or Rag2 and Rag1 activity. In one embodiment, APOE is turned off, Il2rg turned off, Rag2 turned off, Rag1 turned off, Rag2 / Rag1 turned off. As discussed below, nuclease agents can be used with any of the LTVEC targeting systems to target any genomic locus of interest.

[00241] В другом варианте реализации изобретения геном подвергают воздействию белка Cas и РНК CRISPR в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 10 т.п.о. В таких случаях после воздействия белка Cas, РНК CRISPR и LTVEC происходит модификация генома так, чтобы он содержал по меньшей мере 10 т.п.о. нуклеотидной последовательности. В конкретных вариантах реализации изобретения LTVEC содержит нуклеотидную последовательность, составляющую по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00241] In another embodiment, the genome is exposed to Cas protein and CRISPR RNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC) containing a nucleotide sequence of at least 10 kb. In such cases, after exposure to Cas protein, CRISPR RNA and LTVEC, the genome is modified so that it contains at least 10 kbp. nucleotide sequence. In specific embodiments, the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb, at least 50 kb. bp, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb, at least 90 kb, at least 100 kbp, at least 150 kbp or at least 200 kbp.

v. Нуклеазные агенты и участки распознавания нуклеазных агентовv. Nuclease agents and recognition sites for nuclease agents

[00242] Как подробно описано выше, нуклеазные агенты можно применять в раскрытых в данном документе способах и композициях для облегчения модификации целевого локуса как в прокариотической клетке, так и в плюрипотентной или неплюрипотентной клетке крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка. Такой нуклеазный агент может стимулировать гомологичную рекомбинацию между направляющим вектором и целевым локусом. В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент включает эндонуклеазный агент.[00242] As detailed above, nuclease agents can be used in the methods and compositions disclosed herein to facilitate modification of a target locus in both a prokaryotic cell and a pluripotent or non-pluripotent rat, eukaryote, non-rat, eukaryote, non-rat, mammalian a human mammal, a human, a rodent other than a rat, a rodent, a mouse, or a hamster. Such a nuclease agent can stimulate homologous recombination between the targeting vector and the target locus. In one embodiment, the nuclease agent comprises an endonuclease agent.

[00243] Употребляемый в данном документе термин «участок распознавания нуклеазного агента» включает последовательность ДНК, в которой нуклеазный агент индуцирует одноцепочечный или двух цепочечный разрыв. Участок распознавания нуклеазного агента может быть эндогенным (или нативным) по отношению к клетке или участок распознавания может быть экзогенным по отношению к клетке. В конкретных вариантах реализации изобретения участок распознавания является экзогенным по отношению к клетке и, следовательно, в природном состоянии не присутствует в геноме клетки. В дополнительных вариантах реализации изобретения участок распознавания является экзогенным по отношению к клетке и к представляющим интерес полинуклеотидам, которые необходимо поместить в целевой геномный локус. В дополнительных вариантах реализации изобретения экзогенный или эндогенный участок распознавания присутствует только в одной копии в геноме клетки-хозяина. В конкретных вариантах реализации изобретения выявляют эндогенный или нативный участок, который находится только в одной копии в геноме. Впоследствии такой участок можно применять для конструирования нуклеазных агентов, которые будут создавать одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в эндогенном участке распознавания.[00243] As used herein, the term "nuclease agent recognition site" includes a DNA sequence in which the nuclease agent induces a single or double strand break. The recognition site of the nuclease agent can be endogenous (or native) to the cell, or the recognition site can be exogenous to the cell. In specific embodiments of the invention, the recognition site is exogenous to the cell and, therefore, is not naturally present in the genome of the cell. In additional embodiments of the invention, the recognition site is exogenous to the cell and to the polynucleotides of interest to be placed at the target genomic locus. In additional embodiments of the invention, the exogenous or endogenous recognition site is present in only one copy in the genome of the host cell. In specific embodiments of the invention, an endogenous or native region is identified that is found in only one copy in the genome. Subsequently, such a site can be used to design nuclease agents that will create a single-stranded or double-stranded break in the endogenous recognition site.

[00244] Длина участка распознавания может варьироваться и включает, например, участки распознавания, длина которых составляет по меньшей мере 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70 или более нуклеотидов. В одном варианте реализации изобретения каждый мономер нуклеазного агента распознает участок распознавания из по меньшей мере 9 нуклеотидов. В других вариантах реализации изобретения длина участка распознавания составляет от около 9 до около 12 нуклеотидов, от около 12 до около 15 нуклеотидов, от около 15 до около 18 нуклеотидов или от около 18 до около 21 нуклеотидов и любые комбинации таких поддиапазонов (например, 9-18 нуклеотидов). Участок распознавания может быть палиндромным, что означает, что последовательность одной цепи одинаково считывается с комплементарной цепью в противоположном направлении. Известно, что нуклеазный агент может связываться с участком распознавания и расщеплять этот участок связывания или, в альтернативном варианте, нуклеазный агент может связываться с последовательностью, которая отличается от участка распознавания. Кроме того, термин участок распознавания включает как участок связывания нуклеазного агента, так и участок одноцепочечного разрыва/расщепления, независимо от того, находится ли и участок одноцепочечного разрыва/расщепления в пределах или за пределами участка связывания нуклеазного агента. В другом варианте расщепление нуклеазным агентом может происходить в нуклеотидных позициях, непосредственно противоположных по отношению к друг другу, с получением тупого разреза или, в других случаях, надрезы могут быть сделаны со сдвигом с получением одноцепочечных выступов, также называемых «липкими концами», которые могут являться как 5' липкими концами, так и 3' липкими концами.[00244] The length of the recognition portion may vary and includes, for example, recognition portions that are at least 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 in length, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70 or more nucleotides. In one embodiment, each nuclease agent monomer recognizes a recognition site of at least 9 nucleotides. In other embodiments, the length of the recognition region is from about 9 to about 12 nucleotides, from about 12 to about 15 nucleotides, from about 15 to about 18 nucleotides, or from about 18 to about 21 nucleotides, and any combination of such subranges (e.g., 9- 18 nucleotides). The recognition site can be palindromic, which means that the sequence of one strand is read identically with the complementary strand in the opposite direction. It is known that a nuclease agent can bind to and cleave a recognition site, or, alternatively, a nuclease agent can bind to a sequence that is different from the recognition site. In addition, the term recognition site includes both a nuclease binding site and a single-strand break / cleavage site, whether the single-strand break / cleavage site is within or outside the nuclease agent binding site. Alternatively, cleavage with a nuclease agent can occur at nucleotide positions directly opposite to each other to produce a blunt cut or, in other cases, the cuts can be made offset to form single-stranded protrusions, also called "sticky ends", which can be both 5 'sticky ends and 3' sticky ends.

[00245] Любой нуклеазный агент, который индуцирует одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в необходимом участке распознавания, можно применять в раскрытых в данном документе способах и композициях. Природный или нативный нуклеазный агент можно применять до тех пор, пока нуклеазный агент индуцирует одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в необходимом участке распознавания. В альтернативном варианте можно применять модифицированный или сконструированный нуклеазный агент.«Сконструированный нуклеазный агент» включает нуклеазу, которая была сконструирована (модифицирована или получена) на основании своей нативной формы для специфического распознавания и индукции одноцепочечного или двухцепочечного разрыва в необходимом участке распознавания. Таким образом, сконструированный нуклеазный агент может быть получен из нативного нуклеазного агента природного происхождения или он может быть создан искусственно или синтезирован. Модификация нуклеазного агента может составлять минимум одну аминокислоту в белке расщепляющего агента или один нуклеотид в нуклеиновой кислоте расщепляющего агента. В некоторых вариантах реализации изобретения сконструированный нуклеазный агент индуцирует одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в участке распознавания, при этом участок распознавания не является последовательностью, которую распознавал бы нативный (не сконструированный или немодифицированный) нуклеазный агент. Создание одноцепочечного или двухцепочечного разрыва в участке распознавания или другой ДНК может называться в данном документе «разрезанием» или «расщеплением» участка распознавания или другой ДНК.[00245] Any nuclease agent that induces a single-stranded or double-stranded break in the desired recognition site can be used in the methods and compositions disclosed herein. A natural or native nuclease agent can be used as long as the nuclease agent induces a single-stranded or double-stranded break at the desired recognition site. Alternatively, a modified or engineered nuclease agent may be used. A "engineered nuclease agent" includes a nuclease that has been engineered (modified or produced) from its native form to specifically recognize and induce a single-stranded or double-stranded break at a desired recognition site. Thus, a designed nuclease agent can be obtained from a native nuclease agent of natural origin, or it can be artificially created or synthesized. The modification of the nuclease agent can be at least one amino acid in the cleavage agent protein or one nucleotide in the cleavage agent nucleic acid. In some embodiments, the engineered nuclease agent induces a single-stranded or double-stranded break in the recognition site, where the recognition site is not a sequence that a native (undesigned or unmodified) nuclease agent would recognize. Creating a single-stranded or double-stranded break in the recognition site or other DNA may be referred to herein as "cutting" or "cleaving" the recognition site or other DNA.

[00246] Также предложены активные варианты и фрагменты типовых участков распознавания. Такие активные варианты могут обладать по меньшей мере 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более идентичности последовательностей с заданным участком распознавания, при этом активные варианты сохраняют биологическую активность и, следовательно, могут распознаваться и расщепляться нуклеазным агентом специфическим в отношении последовательности образом. В данной области техники известны методы анализа для определения наличия двухцепочечного разрыва в участке распознавания вследствие действия нуклеазного агента, и в общем случае в них определяют способность нуклеазы разрезать участок распознавания.[00246] Active variants and fragments of typical recognition regions are also provided. Such active variants may have at least 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence identity with a given recognition site, while active variants retain biological activity and, therefore, can be recognized and cleaved by a nuclease agent in a sequence-specific manner. Assays are known in the art for determining the presence of a double-stranded break in the recognition site due to the action of a nuclease agent, and generally determine the ability of the nuclease to cut the recognition site.

[00247] Участок распознавания нуклеазного агента может быть расположен в любом месте или вблизи целевого локуса. Участок распознавания может быть расположен в пределах кодирующей области гена или в пределах регуляторных областей, которые влияют на экспрессию гена. Таким образом, участок распознавания нуклеазного агента может быть расположен в интроне, экзоне, промоторе, энхансере, регуляторной области или любой не кодирующей белок области.[00247] The nuclease agent recognition site can be located anywhere or near the target locus. The recognition site can be located within the coding region of a gene or within regulatory regions that affect gene expression. Thus, the recognition site of the nuclease agent can be located in an intron, exon, promoter, enhancer, regulatory region, or any non-protein coding region.

[00248] В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент представляет собой подобную активатору транскрипции эффекторную нуклеазу (TALEN). TAL эффекторные нуклеазы представляют собой класс специфических в отношении последовательностей нуклеаз, которые можно применять для создания двухцепочечных разрывов в конкретных целевых последовательностях в геноме прокариотического или эукариотического организма. TAL эффекторные нуклеазы создают путем слияния нативного или сконструированного подобного активатору транскрипции (TAL) эффектора или его функциональной части с каталитическим доменом эндонуклеазы, таким как, например, FokI. Уникальный, модульный ДНК-связывающий домен TAL эффектора позволяет конструировать белки со специфичностью распознавания потенциально любой заданной ДНК. Таким образом, ДНК-связывающие домены TAL эффекторных нуклеаз можно сконструировать для распознавания конкретных целевых участков ДНК и, следовательно, применять для создания двухцепочечных разрывов в необходимых целевых последовательностях. Смотрите, WO 2010/079430; Morbitzer et al. (2010) PNAS 10.1073/pnas.1013133107; Scholze & Boch (2010) Virulence 1:428-432; Christian et al. Genetics (2010) 186:757-761; Li et al. (2010) Nuc. Acids Res. (2010) doi:10.1093/nar/gkq704; и Miller et al. (2011) Nature Biotechnology 29:143-148; которые все включены в данный документ посредством ссылки.[00248] In one embodiment, the nuclease agent is a transcription activator-like effector nuclease (TALEN). TAL effector nucleases are a class of sequence-specific nucleases that can be used to create double-stranded breaks in specific target sequences in the genome of a prokaryotic or eukaryotic organism. TAL effector nucleases are generated by fusing a native or engineered transcription activator-like (TAL) effector or functional portion thereof with a catalytic endonuclease domain such as, for example, FokI. The unique, modular DNA-binding domain of the TAL effector allows the design of proteins with the specificity of recognizing potentially any given DNA. Thus, the DNA-binding domains of TAL effector nucleases can be engineered to recognize specific target DNA regions and, therefore, be used to create double-stranded breaks in the desired target sequences. See, WO 2010/079430; Morbitzer et al. (2010) PNAS 10.1073 / pnas.1013133107; Scholze & Boch (2010) Virulence 1: 428-432; Christian et al. Genetics (2010) 186: 757-761; Li et al. (2010) Nuc. Acids Res. (2010) doi: 10.1093 / nar / gkq704; and Miller et al. (2011) Nature Biotechnology 29: 143-148; which are all incorporated herein by reference.

[00249] Примеры подходящих TAL нуклеаз и способы получения подходящих TAL нуклеаз раскрыты, например, в заявках на патент США №2011/0239315 А1, 2011/0269234 А1, 2011/0145940 А1, 2003/0232410 А1, 2005/0208489 А1, 2005/0026157 А1, 2005/0064474 А1, 2006/0188987 А1 и 2006/0063231 А1 (каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки). В различных вариантах реализации изобретения конструируют TAL эффекторные нуклеазы, которые делают разрез в или вблизи целевой нуклеотидной последовательности, например, в представляющем интерес геномном локусе, при этом целевая нуклеотидная последовательность находится в или вблизи последовательности, предназначенной для модификации направляющим вектором. TAL нуклеазы, подходящие для применения в различных предложенных в данном документе способах и композициях, включают те, которые были сконструированы специально для связывания в или вблизи целевых нуклеотидных последовательностей, предназначенных для модификации направляющими векторами, как описано в данном документе.[00249] Examples of suitable TAL nucleases and methods for preparing suitable TAL nucleases are disclosed, for example, in US patent applications No. 2011/0239315 A1, 2011/0269234 A1, 2011/0145940 A1, 2003/0232410 A1, 2005/0208489 A1, 2005 / 0026157 A1, 2005/0064474 A1, 2006/0188987 A1 and 2006/0063231 A1 (each of which is incorporated herein by reference). In various embodiments, TAL effector nucleases are constructed that cut at or near the target nucleotide sequence, for example, at the genomic locus of interest, with the target nucleotide sequence at or near the sequence to be modified by the targeting vector. TAL nucleases suitable for use in the various methods and compositions provided herein include those designed specifically to bind at or near target nucleotide sequences to be modified with targeting vectors as described herein.

[00250] В одном варианте реализации изобретения каждый мономер TALEN содержит 12-25 TAL повторов, при этом каждый TAL повтор связывает субсайт из 1 п.о. В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент представляет собой химерный белок, содержащий ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов, функционально связанный с независимой нуклеазой. В одном варианте реализации изобретения независимая нуклеаза представляет собой эндонуклеазу FokI. В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент содержит первый ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов и второй ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов, при этом каждый из первого и второго ДНК-связывающих доменов на основе TAL повторов функционально связан с нуклеазой FokI, при этом первый и второй ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов распознают две смежные целевые последовательности ДНК на каждой цепи целевой последовательности ДНК, разделенные участком расщепления из от около 6 п.о. до около 40 п.о., и при этом нуклеазы FokI димеризуются и создают двухцепочечный разрыв в целевой последовательности.[00250] In one embodiment, each TALEN monomer contains 12-25 TAL repeats, with each TAL repeat linking a 1 bp subsite. In one embodiment, the nuclease agent is a chimeric protein comprising a TAL repeat-based DNA binding domain operably linked to an independent nuclease. In one embodiment, the independent nuclease is a FokI endonuclease. In one embodiment, the nuclease agent comprises a first TAL repeat based DNA binding domain and a second TAL repeat based DNA binding domain, wherein each of the first and second TAL repeat based DNA binding domains is operably linked to a FokI nuclease, when the first and second DNA-binding domains based on TAL repeats recognize two adjacent target DNA sequences on each strand of the target DNA sequence, separated by a cleavage site of about 6 bp. to about 40 bp, and the FokI nucleases dimerize and create a double-stranded break in the target sequence.

[00251] В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент содержит первый ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов и второй ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов, при этом каждый из первого и второго ДНК-связывающих доменов на основе TAL повторов функционально связан с нуклеазой FokI, при этом первый и второй ДНК-связывающий домен на основе TAL повторов распознают две смежные целевые последовательности ДНК на каждой цепи целевой последовательности ДНК, разделенные участком расщепления из от 5 п.о. до около 6 п.о., и при этом нуклеазы FokI димеризуются и создают двухцепочечный разрыв.[00251] In one embodiment, the nuclease agent comprises a first TAL repeat based DNA binding domain and a second TAL repeat based DNA binding domain, wherein each of the first and second TAL repeat based DNA binding domains is operably linked to a nuclease FokI, while the first and second DNA-binding domains based on TAL repeats recognize two adjacent target DNA sequences on each strand of the target DNA sequence, separated by a cleavage site of from 5 bp. to about 6 bp, and the FokI nucleases dimerize and create a double-stranded break.

[00252] Нуклеазный агент, применяемый в различных описанных в данном документе способах и композициях, может дополнительно включать цинк-пальцевую нуклеазу (ZFN). В одном варианте реализации изобретения каждый мономер ZFN содержит 3 или более ДНК-связывающих доменов на основе на основе цинковых пальцев, при этом каждый ДНК-связывающий домен на основе цинковых пальцев связывается с субсайтом из 3 п.о. В других вариантах реализации изобретения ZFN представляет собой химерный белок, содержащий ДНК-связывающий домен на основе цинковых пальцев, функционально связанный с независимой нуклеазой. В одном варианте реализации изобретения независимая нуклеаза представляет собой эндонуклеазу FokI. В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент содержит первый ZFN и второй ZFN, при этом каждый из первого ZFN и второго ZFN функционально связан с нуклеазой FokI, при этом первый и второй ZFN распознают две смежные целевые последовательности ДНК на каждой цепи целевой последовательности ДНК, разделенные участком расщепления из от около 6 п.о. до около 40 п.о. или участком расщепления из от около 5 п.о. до около 6 п.о., и при этом нуклеазы FokI димеризуются и создают двухцепочечный разрыв. Смотрите, например, US 20060246567; US 20080182332; US 20020081614; US 20030021776; WO/2002/057308 A2; US 20130123484; US 20100291048; и WO/2011/017293 А2, каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки.[00252] The nuclease agent used in the various methods and compositions described herein may further comprise zinc finger nuclease (ZFN). In one embodiment, each ZFN monomer contains 3 or more zinc finger based DNA binding domains, with each zinc finger based DNA binding domain being associated with a 3 bp subsite. In other embodiments, the ZFN is a chimeric protein comprising a zinc finger DNA binding domain operably linked to an independent nuclease. In one embodiment, the independent nuclease is a FokI endonuclease. In one embodiment of the invention, the nuclease agent comprises a first ZFN and a second ZFN, each of the first ZFN and the second ZFN being operably linked to a FokI nuclease, wherein the first and second ZFN recognize two adjacent target DNA sequences on each strand of the target DNA sequence separated by a region cleavage from about 6 bp. up to about 40 bp or a cleavage site from about 5 bp. to about 6 bp, and the FokI nucleases dimerize and create a double-stranded break. See, for example, US 20060246567; US 20080182332; US 20020081614; US 20030021776; WO / 2002/057308 A2; US 20130123484; US 20100291048; and WO / 2011/017293 A2, each of which is incorporated herein by reference.

[00253] В одном варианте реализации предложенных в данном документе способов нуклеазный агент содержит (а) химерный белок, содержащий ДНК-связывающий домен на основе цинковых пальцев, слитый с эндонуклеазой FokI; или (b) химерный белок, содержащий подобную активатору транскрипции эффекторную нуклеазу (TALEN), слитую с эндонуклеазой FokI.[00253] In one embodiment of the methods provided herein, the nuclease agent comprises (a) a chimeric protein comprising a zinc finger DNA binding domain fused to a FokI endonuclease; or (b) a chimeric protein comprising a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) fused to a FokI endonuclease.

[00254] В другом варианте реализации изобретения нуклеазный агент представляет собой мегануклеазу. Мегануклеазы были разделены на четыре семейства на основании консервативных мотивов последовательностей, и этими семействами являются семейства LAGLIDADG (SEQ ID №: 16), GIY-YIG, H-N-H и His-Cys бокс. Эти мотивы участвуют в координации ионов металлов и гидролизе фосфодиэфирных связей. НЕазы известны своими длинными участками распознавания и допустимостью некоторой степени полиморфизма последовательностей в своих ДНК-субстратах. Известны домены, структура и функция мегануклеаз, смотрите, например, Guhan and Muniyappa (2003) Crit Rev Biochem Mol Biol 38:199-248; Lucas et al., (2001) Nucleic Acids Res 29:960-9; Jurica and Stoddard, (1999) Cell Mol Life Sci 55:1304-26; Stoddard, (2006) Q Rev Biophys 38:49-95; и Moure et al., (2002) Nat Struct Biol 9:764. В некоторых примерах применяют вариант природного происхождения и/или сконструированное производное мегануклеазы. Известны способы изменения кинетики, взаимодействия кофакторов, экспрессии, оптимальных условий и/или специфичности участков распознавания, а также скрининга активности, смотрите, например, Epinat et al., (2003) Nucleic Acids Res 31:2952-62; Chevalier et al., (2002) Mol Cell 10:895-905; Gimble et al., (2003) Mol Biol 334:993-1008; Seligman et al., (2002) Nucleic Acids Res 30:3870-9; Sussman et al., (2004) J Mol Biol 342:31-41; Rosen et al., (2006) Nucleic Acids Res 34:4791-800; Chames et al., (2005) Nucleic Acids Res 33:e178; Smith et al., (2006) Nucleic Acids Res 34:e149; Gruen et al., (2002) Nucleic Acids Res 30:e29; Chen and Zhao, (2005) Nucleic Acids Res 33:e154; WO 2005105989; WO 2003078619; WO 2006097854; WO 2006097853; WO 2006097784; и WO 2004031346.[00254] In another embodiment, the nuclease agent is a meganuclease. Meganucleases have been divided into four families based on conserved sequence motifs, and these families are the LAGLIDADG (SEQ ID no: 16), GIY-YIG, H-N-H and His-Cys boxing families. These motifs are involved in the coordination of metal ions and the hydrolysis of phosphodiester bonds. HEases are known for their long recognition regions and for tolerating some degree of sequence polymorphism in their DNA substrates. The domains, structure and function of meganucleases are known, see, for example, Guhan and Muniyappa (2003) Crit Rev Biochem Mol Biol 38: 199-248; Lucas et al., (2001) Nucleic Acids Res 29: 960-9; Jurica and Stoddard, (1999) Cell Mol Life Sci 55: 1304-26; Stoddard, (2006) Q Rev Biophys 38: 49-95; and Moure et al., (2002) Nat Struct Biol 9: 764. In some examples, a naturally occurring variant and / or an engineered meganuclease derivative is used. Methods for altering kinetics, interaction of cofactors, expression, optimal conditions and / or specificity of recognition sites, and screening for activity are known, see, for example, Epinat et al., (2003) Nucleic Acids Res 31: 2952-62; Chevalier et al., (2002) Mol Cell 10: 895-905; Gimble et al., (2003) Mol Biol 334: 993-1008; Seligman et al., (2002) Nucleic Acids Res 30: 3870-9; Sussman et al., (2004) J Mol Biol 342: 31-41; Rosen et al., (2006) Nucleic Acids Res 34: 4791-800; Chames et al., (2005) Nucleic Acids Res 33: e178; Smith et al., (2006) Nucleic Acids Res 34: e149; Gruen et al., (2002) Nucleic Acids Res 30: e29; Chen and Zhao, (2005) Nucleic Acids Res 33: e154; WO 2005105989; WO 2003078619; WO 2006097854; WO 2006097853; WO 2006097784; and WO 2004031346.

[00255] В данном изобретении могут быть использованы любые мегануклеазы, включая, но не ограничиваясь этим, I-SceI, I-SceII, I-SceIII, I-SceIV, I-SceV, I-SceVI, I-SceVII, I-CeuI, I-CeuAIIP, I-CreI, I-CrepsbIP, I-CrepsbIIP, I-CrepsbIIIP, I-CrepsbIVP, I-TliI, I-PpoI, PI-PspI, F-SceI, F-SceII, F-SuvI, F-TevI, F-TevII, I-AmaI, I-AniI, I-ChuI, I-CmoeI, I-CpaI, I-CpaII, I-CsmI, I-CvuI, I-CvuAIP, I-DdiI, I-DdiII, I-DirI, I-DmoI, I-HmuI, I-HmuII, I-HsNIP, I-LlaI, I-MsoI, I-NaaI, I-NanI, I-NcIIP, I-NgrIP, I-NitI, I-NjaI, I-Nsp236IP, I-PakI, I-PboIP, I-PcuIP, I-PcuAI, I-PcuVI, I-PgrIP, I-PobIP, I-PorI, I-PorIIP, I-PbpIP, I-SpBetaIP, I-ScaI, I-SexIP, I-SneIP, I-SpomI, I-SpomCP, I-SpomIP, I-SpomIIP, I-SquIP, I-Ssp6803I, I-SthPhiJP, I-SthPhiST3P, I-SthPhiSTe3bP, I-TdeIP, I-TevI, I-TevII, I-TevIII, I-UarAP, I-UarHGPAIP, I-UarHGPA13P, I-VinIP, I-ZbiIP, PI-MtuI, PI-MtuHIP PI-MtuHIIP, PI-PfuI, PI-PfuII, PI-PkoI, PI-PkoII, PI-Rma43812IP, PI-SpBetaIP, PI-SceI, PI-TfuI, PI-TfuII, PI-ThyI, PI-TliI, PI-TliII или любые их активные варианты или фрагменты.[00255] Any meganucleases can be used in this invention, including but not limited to I-SceI, I-SceII, I-SceIII, I-SceIV, I-SceV, I-SceVI, I-SceVII, I-CeuI , I-CeuAIIP, I-CreI, I-CrepsbIP, I-CrepsbIIP, I-CrepsbIIIP, I-CrepsbIVP, I-TliI, I-PpoI, PI-PspI, F-SceI, F-SceII, F-SuvI, F -TevI, F-TevII, I-AmaI, I-AniI, I-ChuI, I-CmoeI, I-CpaI, I-CpaII, I-CsmI, I-CvuI, I-CvuAIP, I-DdiI, I-DdiII , I-DirI, I-DmoI, I-HmuI, I-HmuII, I-HsNIP, I-LlaI, I-MsoI, I-NaaI, I-NanI, I-NcIIP, I-NgrIP, I-NitI, I -NjaI, I-Nsp236IP, I-PakI, I-PboIP, I-PcuIP, I-PcuAI, I-PcuVI, I-PgrIP, I-PobIP, I-PorI, I-PorIIP, I-PbpIP, I-SpBetaIP , I-ScaI, I-SexIP, I-SneIP, I-SpomI, I-SpomCP, I-SpomIP, I-SpomIIP, I-SquIP, I-Ssp6803I, I-SthPhiJP, I-SthPhiST3P, I-SthPhiSTe3bP, I -TdeIP, I-TevI, I-TevII, I-TevIII, I-UarAP, I-UarHGPAIP, I-UarHGPA13P, I-VinIP, I-ZbiIP, PI-MtuI, PI-MtuHIP PI-MtuHIIP, PI-PfuI, PI-PfuII, PI-PkoI, PI-PkoII, PI-Rma43812IP, PI-SpBetaIP, PI-SceI, PI-TfuI, PI-TfuII, PI-ThyI, PI-TliI, PI-TliI I or any active variants or fragments thereof.

[00256] В одном варианте реализации изобретения мегануклеаза распознает двухцепочечные последовательности ДНК от 12 до 40 пар оснований. В одном варианте реализации изобретения мегануклеаза распознает одну идеально совпадающую целевую последовательность в геноме. В одном варианте реализации изобретения мегануклеаза представляет собой хоуминг-нуклеазу. В одном варианте реализации изобретения хоуминг-нуклеаза принадлежит семейству LAGLIDADG (SEQ ID №16) хоуминг-нуклеаз. В одном варианте реализации изобретения семейство LAGLIDADG (SEQ ID №16) хоуминг-нуклеаз выбрано из I-SceI, I-CreI и I-DmoI.[00256] In one embodiment, the meganuclease recognizes 12 to 40 bp double stranded DNA sequences. In one embodiment, the meganuclease recognizes one perfectly matching target sequence in the genome. In one embodiment, the meganuclease is a homing nuclease. In one embodiment, the homing nuclease belongs to the LAGLIDADG family (SEQ ID NO: 16) of homing nucleases. In one embodiment, the LAGLIDADG (SEQ ID NO: 16) family of homing nucleases is selected from I-SceI, I-CreI, and I-DmoI.

[00257] Нуклеазные агенты могут дополнительно включать рестрикционные эндонуклеазы, которые включают эндонуклеазы типа I, типа II, типа III и типа IV. Рестрикционные эндонуклеазы типа I и типа III распознают специфические участки распознавания, но, как правило, расщепляют в произвольной позиции относительно участка связывания, которая может находиться за сотни пар оснований от участка расщепления (участка распознавания). В системах типа II рестрикционная активность не зависит от какой-либо метилазной активности, а расщепление, как правило, происходит в конкретных участках в пределах или вблизи участка связывания. Большинство ферментов типа II разрезают палиндромные последовательности, при этом ферменты типа IIa распознают непалиндромные участки распознавания и расщепляют за пределами участка распознавания, ферменты типа IIb разрезают последовательности дважды с двух сторон за пределами участка распознавания, а ферменты типа IIs распознают ассиметрический участок распознавания и расщепляют с одной стороны и на определенном расстоянии, составляющем около 1-20 нуклеотидов, от участка распознавания. Рестрикционные ферменты типа IV нацелены на метилированную ДНК. Рестрикционные ферменты дополнительно описаны и классифицированы, например, в базе данных REBASE (интернет-сайт на rebase.neb.com; Roberts et al., (2003) Nucleic Acids Res 31:418-20), Roberts et al., (2003) Nucleic Acids Res 31:1805-12, и Belfort et al., (2002) в Mobile DNA II, pp. 761-783, Eds. Craigie et al., (ASM Press, Washington, DC).[00257] The nuclease agents may further include restriction endonucleases, which include type I, type II, type III, and type IV endonucleases. Restriction endonucleases of type I and type III recognize specific recognition sites, but, as a rule, are cleaved at an arbitrary position relative to the binding site, which can be hundreds of base pairs from the cleavage site (recognition site). In type II systems, restriction activity is independent of any methylase activity, and cleavage typically occurs at specific sites within or near the binding site. Most type II enzymes cut palindromic sequences, with type IIa enzymes recognize non-palindromic recognition sites and cleave outside the recognition site, type IIb enzymes cut sequences twice on both sides outside the recognition site, and type IIs enzymes recognize an asymmetric recognition site and cleave with one side and at a certain distance of about 1-20 nucleotides from the recognition site. Type IV restriction enzymes target methylated DNA. Restriction enzymes are further described and classified, for example, in the REBASE database (website at rebase.neb.com; Roberts et al., (2003) Nucleic Acids Res 31: 418-20), Roberts et al., (2003) Nucleic Acids Res 31: 1805-12, and Belfort et al., (2002) in Mobile DNA II, pp. 761-783, Eds. Craigie et al., (ASM Press, Washington, DC).

[00258] Нуклеазный агент, применяемый в различных способах и композициях, также может включать систему CRISPR/Cas. В таких системах может применяться, например, нуклеаза Cas9, которая в некоторых случаях является кодон-оптимизированной для необходимого типа клеток, в которых она должна экспрессироваться. В таких системах также может применяться направляющая РНК (нРНК), которая содержит две отдельные молекулы. Типовая нРНК из двух молекул содержит crPHК-подобную («РНК CRISPR» или «нацеливающая РНК», или «crРНК», или «crРНК повтор») молекулу и соответствующую tracrPHК-подобную («транс-действующую РНК CRISPR» или «активирующую РНК», «tracrPHК, или «скаффолд») молекулу. crРНК содержит как ДНК-нацеливающий сегмент (одноцепочечный) нРНК, так и группу нуклеотидов, которая формирует одну половину двухцепочечной спирали РНК (дцРНК) белоксвязывающего сегмента нРНК. Соответствующая tracrPHК (активирующая РНК) содержит группу нуклеотидов, которая формирует другую половину спирали дцРНК белоксвязывающего сегмента нРНК. Таким образом, группа нуклеотидов crРНК комплементарна и гибридизируется с группой нуклеотидов tracrPHК с образованием спирали дцРНК белоксвязывающего домена нРНК. Следовательно, можно сказать, что crРНК соответствует tracrPHК. crРНК дополнительно обеспечивает одноцепочечный ДНК-нацеливающий сегмент. Соответственно, нРНК содержит последовательность, которая гибридизируется с целевой последовательностью, и tracrPHК. Таким образом, crРНК и tracrPHК (как соответствующая пара) гибридизируются с образованием нРНК. В случае применения для модификации в клетке точную последовательность и/или длину заданной молекулы crРНК или tracrPHК можно подобрать так, чтобы они оказались специфическими по отношению к виду, к которому будут применять молекулы РНК.[00258] The nuclease agent used in various methods and compositions can also include a CRISPR / Cas system. In such systems, for example, Cas9 nuclease can be used, which in some cases is codon-optimized for the required type of cells in which it is to be expressed. Such systems can also use guide RNA (nRNA), which contains two separate molecules. A typical two-molecule nRNA contains a crRNA-like ("CRISPR RNA" or "targeting RNA" or "crRNA" or "crRNA repeat") molecule and a corresponding tracrRNA-like ("trans-acting CRISPR RNA" or "activating RNA" , "TracrRNA, or" scaffold ") molecule. crRNA contains both a DNA targeting (single-stranded) nRNA segment and a group of nucleotides that forms one half of the double-stranded RNA helix (dsRNA) of the nRNA protein-binding segment. The corresponding tracrRNA (activating RNA) contains a group of nucleotides that forms the other half of the dsRNA helix of the nRNA protein-binding segment. Thus, the crRNA group of nucleotides is complementary and hybridizes with the tracrRNA group of nucleotides to form a dsRNA helix of the nRNA protein-binding domain. Therefore, we can say that crRNA corresponds to tracrRNA. crRNA additionally provides a single-stranded DNA targeting segment. Accordingly, the nRNA contains the sequence that hybridizes to the target sequence and tracrRNA. Thus, crRNA and tracrRNA (as a corresponding pair) hybridize to form nRNA. When used for modification in a cell, the exact sequence and / or length of a given crRNA or tracrRNA molecule can be selected so that they are specific with respect to the species to which the RNA molecules will be applied.

[00259] Гены природного происхождения, кодирующие три элемента (Cas9, tracrPHК и crРНК), как правило, входят в состав оперона(ов). РНК CRISPR природного происхождения отличаются в зависимости от системы Cas9 и организма, но часто содержат нацеливающий сегмент длиной от 21 до 72 нуклеотидов, фланкируемый двумя прямыми повторами (ПП) длиной от 21 до 46 нуклеотидов (смотрите, например, WO 2014/131833). В случае S. pyogenes длина ПП составляет 36 нуклеотидов, а длина нацеливающего сегмента составляет 30 нуклеотидов. 3' расположенный ПП является комплементарным и гибридизируется с соответствующей tracrPHК, которая в свою очередь связывается с белком Cas9.[00259] Genes of natural origin, encoding three elements (Cas9, tracrRNA and crRNA), as a rule, are part of the operon (s). Naturally occurring CRISPR RNAs differ depending on the Cas9 system and organism, but often contain a targeting segment of 21 to 72 nucleotides in length, flanked by two forward repeats (FRs) of 21 to 46 nucleotides in length (see, for example, WO 2014/131833). In the case of S. pyogenes, the length of the PN is 36 nucleotides, and the length of the targeting segment is 30 nucleotides. The 3 'located PP is complementary and hybridizes with the corresponding tracrRNA, which in turn binds to the Cas9 protein.

[00260] В альтернативном варианте в системе дополнительно применяется слитая конструкция crPHК-tracrPHК (т.е. один транскрипт), которая функционирует с кодон-оптимизированной Cas9. Эта РНК часто называется направляющей РНК или нРНК. В пределах нРНК часть crРНК определяется как «целевая последовательность» для данного участка распознавания, a tracrPHК часто называется «скаффолдом». Вкратце, короткий фрагмент ДНК, содержащий целевую последовательность, вносят в экспрессионную плазмиду направляющей РНК. Экспрессионная плазмида направляющей РНК содержит целевую последовательность (в некоторых вариантах реализации изобретения около 20 нуклеотидов), форму последовательности tracrPHК (скаффолд), а также подходящий активный в клетке промотор и необходимые элементы для надлежащего процессинга в эукариотических клетках. Многие из систем основаны на индивидуально подобранных комплементарных олиго, которые гибридизируют для образования двухцепочечной ДНК, а затем клонируют в экспрессионную плазмиду нРНК. Затем экспрессионную кассету нРНК и экспрессионную кассету Cas9 вносят в клетку. Смотрите, например, Mali Р et al. (2013) Science 2013 Feb 15; 339(6121):823-6; Jinek M et al. Science 2012 Aug 17; 337(6096):816-21; Hwang WY et al. Nat Biotechnol 2013 Mar; 31(3):227-9; Jiang W et al. Nat Biotechnol 2013 Mar; 31(3):233-9; и Cong L et al. Science 2013 Feb 15; 339(6121):819-23, каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки. Также смотрите, например, WO/2013/176772 A1, WO/2014/065596 A1, WO/2014/089290 A1, WO/2014/093622 А2, WO/2014/099750 A2 и WO/2013142578 A1, каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки.[00260] Alternatively, the system further employs a crRNA-tracrRNA fusion (ie, one transcript) that functions with a codon-optimized Cas9. This RNA is often referred to as guide RNA or nRNA. Within nRNA, part of crRNA is defined as the “target sequence” for a given recognition site, and tracrRNA is often called a “scaffold”. Briefly, a short DNA fragment containing the target sequence is introduced into a guide RNA expression plasmid. The guide RNA expression plasmid contains the target sequence (in some embodiments, about 20 nucleotides), a form of the tracrRNA sequence (scaffold), as well as a suitable active promoter in the cell and the necessary elements for proper processing in eukaryotic cells. Many of the systems are based on individually matched complementary oligos that hybridize to form double-stranded DNA and then cloned into an nRNA expression plasmid. Then, an nRNA expression cassette and a Cas9 expression cassette are introduced into the cell. See, for example, Mali P et al. (2013) Science 2013 Feb 15; 339 (6121): 823-6; Jinek M et al. Science 2012 Aug 17; 337 (6096): 816-21; Hwang WY et al. Nat Biotechnol 2013 Mar; 31 (3): 227-9; Jiang W et al. Nat Biotechnol 2013 Mar; 31 (3): 233-9; and Cong L et al. Science 2013 Feb 15; 339 (6121): 819-23, each of which is incorporated herein by reference. See also, for example, WO / 2013/176772 A1, WO / 2014/065596 A1, WO / 2014/089290 A1, WO / 2014/093622 A2, WO / 2014/099750 A2 and WO / 2013142578 A1, each of which is included in this document by reference.

[00261] В некоторых вариантах реализации изобретения нуклеаза Cas9 может находиться в форме белка. В некоторых вариантах реализации изобретения белок Cas9 может находиться в форме комплекса с нРНК. В других вариантах реализации изобретения нуклеаза Cas9 может находиться в форме нуклеиновой кислоты, кодирующей белок. Нуклеиновая кислота, кодирующая нуклеазу Cas9 может представлять собой РНК (например, матричную РНК (мРНК)) или ДНК.[00261] In some embodiments, the Cas9 nuclease may be in the form of a protein. In some embodiments, the Cas9 protein may be in the form of a complex with an nRNA. In other embodiments, the Cas9 nuclease may be in the form of a nucleic acid encoding a protein. The nucleic acid encoding the Cas9 nuclease can be RNA (eg messenger RNA (mRNA)) or DNA.

[00262] В некоторых вариантах реализации изобретения нРНК может находиться в форме РНК. В других вариантах реализации изобретения нРНК может находиться в форме ДНК, кодирующей нРНК. В некоторых вариантах реализации изобретения нРНК может находиться в форме отдельных молекул crРНК и tracrPHК или отдельных молекул ДНК, кодирующих, соответственно, crРНК и tracrPHК.[00262] In some embodiments, the nRNA may be in the form of RNA. In other embodiments, the nRNA may be in the form of DNA encoding the nRNA. In some embodiments, the nRNA may be in the form of separate crRNA and tracrRNA molecules or separate DNA molecules encoding crRNA and tracrRNA, respectively.

[00263] В одном варианте реализации изобретения способ модификации представляющего интерес геномного локуса в клетке дополнительно включает внесение в клетку: (а) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеотидной последовательностью, кодирующей ассоциированный с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (CRISPR), белок (Cas); (b) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с целевой геномной последовательностью, связанной с направляющей РНК (нРНК), при этом целевая геномная последовательность фланкируется мотивом, прилегающим к протоспейсеру. Необязательно, целевая геномная последовательность фланкируется в 3' конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ). В одном варианте реализации изобретения клетка включает эукариотическую клетку, некрысиную эукариотическую клетку, клетку млекопитающего, человеческую клетку, клетку отличного от человека млекопитающего, плюрипотентную клетку, неплюрипотентную клетку, нечеловеческую плюрипотентную клетку, человеческую плюрипотентную клетку, человеческую ЭС клетку, человеческую взрослую стволовую клетку, человеческую клетку-предшественника с ограниченным развитием, человеческую иПС клетку, человеческую клетку, клетку грызуна, клетку отличного от крысы грызуна, крысиную клетку, мышиную клетку, клетку хомяка, фибробласт или клетку СНО.[00263] In one embodiment, a method for modifying a genomic locus of interest in a cell further comprises introducing into the cell: (a) a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a first nucleotide sequence encoding a regularly spaced group associated with short palindromic repeats (CRISPR), protein (Cas); (b) a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a target genomic sequence linked to a guide RNA (nRNA), the target genomic sequence being flanked by a motif adjacent to the protospacer. Optionally, the target genomic sequence is flanked at the 3 'end by a protospacer contiguous motif (PAM) sequence. In one embodiment, the cell includes a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a mammalian cell, a human cell, a non-human mammalian cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a human pluripotent human cell, a human ES cell, a human a restricted developmental progenitor cell, a human iPS cell, a human cell, a rodent cell, a non-rat rodent cell, a rat cell, a mouse cell, a hamster cell, a fibroblast, or a CHO cell.

[00264] В одном варианте реализации изобретения целевая геномная последовательность содержит нуклеотидную последовательность

Figure 00000001
(GN1-20GG; SEQ ID №1). В одном варианте реализации изобретения целевая геномная последовательность содержит SEQ ID №23, где длина N составляет от 1 до 20 нуклеотидов. В другом варианте реализации изобретения длина целевой геномной последовательности составляет от 14 до 20 нуклеотидов от SEQ ID №1.[00264] In one embodiment, the target genomic sequence comprises a nucleotide sequence
Figure 00000001
(GN 1-20 GG; SEQ ID No. 1). In one embodiment, the target genomic sequence comprises SEQ ID NO: 23, where N is 1 to 20 nucleotides in length. In another embodiment, the target genomic sequence is 14 to 20 nucleotides in length from SEQ ID No. 1.

[00265] В одном варианте реализации изобретения нРНК содержит третью нуклеотидную последовательность, кодирующую РНК коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами (CRISPR) (crРНК), и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrPHК). В конкретных вариантах реализации изобретения белок Cas представляет собой Cas9.[00265] In one embodiment, the nRNA comprises a third nucleotide sequence encoding RNA of short palindromic repeats, regularly spaced groups (CRISPR) (crRNA), and trans-activating RNA CRISPR (tracrRNA). In specific embodiments, the Cas protein is Cas9.

[00266] В некоторых вариантах реализации изобретения нРНК содержит (а) химерную РНК с нуклеотидной последовательностью

Figure 00000002
(SEQ ID №2); или (b) химерную РНК с нуклеотидной последовательностью
Figure 00000003
(SEQ ID №3).[00266] In some embodiments, the nRNA comprises (a) a chimeric RNA with a nucleotide sequence
Figure 00000002
(SEQ ID No. 2); or (b) chimeric RNA with a nucleotide sequence
Figure 00000003
(SEQ ID No. 3).

[00267] В другом варианте реализации изобретения crРНК содержит

Figure 00000004
(SEQ ID №4);
Figure 00000005
(SEQ ID №5); или
Figure 00000006
(SEQ ID №6).[00267] In another embodiment, the crRNA comprises
Figure 00000004
(SEQ ID No. 4);
Figure 00000005
(SEQ ID No. 5); or
Figure 00000006
(SEQ ID No. 6).

[00268] В других вариантах реализации изобретения tracrPHК содержит

Figure 00000007
(SEQ ID №7) или
Figure 00000008
(SEQ ID №8).[00268] In other embodiments, tracrRNA comprises
Figure 00000007
(SEQ ID No. 7) or
Figure 00000008
(SEQ ID No. 8).

[00269] В одном варианте реализации изобретения белок Cas представляет собой белок Cas типа I. В одном варианте реализации изобретения белок Cas представляет собой белок Cas типа II. В одном варианте реализации изобретения белок Cas типа II представляет собой Cas9. В одном варианте реализации изобретения первая нуклеотидная последовательность кодирует кодон-оптимизированный белок Cas.[00269] In one embodiment, the Cas protein is a type I Cas protein. In one embodiment, the Cas protein is a type II Cas protein. In one embodiment, the Cas type II protein is Cas9. In one embodiment, the first nucleotide sequence encodes a codon-optimized Cas protein.

[00270] В определенных вариантах реализации изобретения белок Cas представляет собой «никазу», которая может создавать одноцепочечные разрывы (т.е. «ники») в целевом участке, не разрезая обе нити двухцепочечной ДНК (дцДНК). Cas9, например, содержит два нуклеазных домена RuvC-подобный нуклеазный домен и HNH-подобный нуклеазный домен, - которые отвечают за расщепление противоположных цепей ДНК. Мутация в любом из этих доменов может привести к созданию никазы. Примеры мутаций, приводящих к созданию никаз, можно найти, например, в WO/2013/176772 A1 и WO/2013/142578 A1, каждая из которых включена в данный документ посредством ссылки.[00270] In certain embodiments, the Cas protein is a "nickase" that can create single-stranded breaks (ie, "nicks") in the target region without cutting both strands of double-stranded DNA (dsDNA). Cas9, for example, contains two nuclease domains, the RuvC-like nuclease domain and the HNH-like nuclease domain, which are responsible for cleaving opposite DNA strands. A mutation in any of these domains can lead to the creation of nickase. Examples of mutations leading to the creation of nickases can be found, for example, in WO / 2013/176772 A1 and WO / 2013/142578 A1, each of which is incorporated herein by reference.

[00271] В определенных вариантах реализации изобретения два отдельных белка Cas (например, никазы), специфические по отношению к целевому участку на каждой цепи дцДНК, могут создавать выступающие последовательности, комплементарные выступающим последовательностям другой нуклеиновой кислоты или отдельной области той же самой нуклеиновой кислоты. Выступающие концы, полученные вследствие контакта нуклеиновой кислоты с двумя никазами, специфическими в отношении целевых участков на обоих цепях дцДНК, могут быть как 5', так и 3' выступающими концами. Например, первая никаза может создавать одноцепочечный разрыв в первой цепи дцДНК, а вторая никаза может создавать одноцепочечный разрыв во второй цепи дцДНК, что приводит к созданию выступающих концов. Целевые участки каждой никазы, создающей одноцепочечный разрыв, могут быть выбраны так, чтобы полученные последовательности выступающих концов были комплементарны последовательностям выступающих концов другой молекулы нуклеиновой кислоты. Гибридизацию комплементарных выступающих концов двух разных молекул нуклеиновых кислот можно проводить раскрытыми в данном документе способами. В некоторых вариантах реализации изобретения целевой участок никазы на первой цепи отличается от целевого участка никазы на второй цепи.[00271] In certain embodiments, two separate Cas proteins (eg, nickases) specific for a target region on each strand of dsDNA can create overhanging sequences complementary to overhanging sequences of another nucleic acid or a separate region of the same nucleic acid. The protruding ends resulting from the contact of the nucleic acid with two nickases specific for the target sites on both strands of dsDNA can be either 5 'or 3' protruding ends. For example, the first nickase can create a single-stranded break in the first strand of dsDNA, and the second nickase can create a single-stranded break in the second strand of dsDNA, resulting in protruding ends. The target regions of each nickase that creates a single strand break can be selected so that the resulting overhang sequences are complementary to the overhang sequences of another nucleic acid molecule. Hybridization of complementary overhangs of two different nucleic acid molecules can be performed by methods disclosed herein. In some embodiments, the nickase target site on the first strand is different from the nickase target site on the second strand.

[00272] В одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота содержит мутацию, которая приводит к разрушению по меньшей мере одного аминокислотного остатка в активных участках нуклеаз в белке Cas, при этом мутантный белок Cas создает разрыв только в одной цепи целевой области ДНК, а мутация снижает вероятность негомологичной рекомбинации в целевой области ДНК.[00272] In one embodiment, the first nucleic acid contains a mutation that leads to the destruction of at least one amino acid residue in the active sites of nucleases in the Cas protein, while the mutant Cas protein creates a break in only one strand of the target DNA region, and the mutation reduces the probability of non-homologous recombination in the target DNA region.

[00273] В одном варианте реализации изобретения первая нуклеиновая кислота, которая кодирует белок Cas, дополнительно содержит сигнал ядерной локализации (NLS). В одном варианте реализации изобретения сигнал ядерной локализации представляет собой сигнал ядерной локализации SV40.[00273] In one embodiment, the first nucleic acid that encodes the Cas protein further comprises a nuclear localization signal (NLS). In one embodiment, the nuclear localization signal is the SV40 nuclear localization signal.

[00274] В одном варианте реализации изобретения второй промотор, который управляет экспрессией целевой геномной последовательности и направляющей РНК (нРНК) представляет собой промотор РНК-полимеразы III. В одном варианте реализации изобретения промотор РНК-полимеразы III представляет собой промотор U6 человека. В одном варианте реализации изобретения промотор РНК-полимеразы III представляет собой промотор полимеразы III U6 крысы. В одном варианте реализации изобретения промотор РНК-полимеразы III представляет собой промотор полимеразы III U6 мыши.[00274] In one embodiment, the second promoter that directs the expression of the target genomic sequence and guide RNA (nRNA) is an RNA polymerase III promoter. In one embodiment, the RNA polymerase III promoter is a human U6 promoter. In one embodiment, the RNA polymerase III promoter is a rat U6 polymerase III promoter. In one embodiment, the RNA polymerase III promoter is a mouse U6 polymerase III promoter.

[00275] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидные последовательности, кодирующие crРНК и tracrPHК, связаны посредством синтетической петли, при этом после экспрессии crРНК и tracrPHК образуют спираль crPHК:tracrPHК.[00275] In one embodiment, the nucleotide sequences encoding crRNA and tracrRNA are linked through a synthetic loop, and upon expression, crRNA and tracrRNA form a crRNA: tracrRNA helix.

[00276] Описанную выше систему CRISPR/Cas можно применять в комбинации с крупными направляющими векторами с любым из следующих типов клеток: эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, клеткой млекопитающего, клеткой отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, человеческой иПС клеткой, человеческой клеткой, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, крысиной клеткой, мышиной клеткой, клеткой хомяка, фибробластом или клеткой СНО.[00276] The CRISPR / Cas system described above can be used in combination with large targeting vectors with any of the following cell types: eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human pluripotent cell. human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast or CHO cell ...

[00277] В одном варианте реализации изобретения первая экспрессионная конструкция и вторая экспрессионная конструкция экспрессируются из одной плазмиды.[00277] In one embodiment, the first expression construct and the second expression construct are expressed from a single plasmid.

[00278] В одном варианте реализации изобретения первую и вторую экспрессионные конструкции вносят вместе с LTVEC. В одном варианте реализации изобретения первую и вторую экспрессионные конструкции вносят отдельно от LTVEC в течение некоторого времени.[00278] In one embodiment, the first and second expression constructs are co-introduced with the LTVEC. In one embodiment, the first and second expression constructs are applied separately from the LTVEC over time.

[00279] В одном варианте реализации изобретения способ включает внесение нескольких вторых конструкций и нескольких LTVEC для множественного редактирования разных целевых локусов, как описано в данном документе.[00279] In one embodiment, the method comprises introducing multiple second constructs and multiple LTVECs for multiple editing of different target loci, as described herein.

[00280] Также предложены активные варианты и фрагменты нуклеазных агентов (т.е. сконструированные нуклеазные агенты). Такие активные варианты могут обладать по меньшей мере 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или более идентичности последовательностей с нативным нуклеазным агентом, при этом активные варианты сохраняют способность разрезать необходимый участок распознавания и, следовательно, сохраняют индуцирующую одноцепочечный или двухцепочечный разрыв активность. Например, любые описанные в данном документе нуклеазные агенты могут быть модифицированы относительно последовательности нативной эндонуклеазы и сконструированы для распознавания и индукции одноцепочечного или двухцепочечного разрыва на участке распознавания, который не распознавался нативным нуклеазным агентом. Таким образом, в некоторых вариантах реализации изобретения сконструированная нуклеаза обладает специфичностью в отношении индукции одноцепочечного или двухцепочечного разрыва на участке распознавания, который отличается от соответствующего участка распознавания нативного нуклеазного агента. Известны методы анализа индуцирующей одноцепочечный или двухцепочечный разрыв активности, и в общем случае в них определяют общую активность и специфичность эндонуклеаз на ДНК-субстратах, содержащих участок распознавания.[00280] Active variants and fragments of nuclease agents (ie, engineered nuclease agents) are also provided. Such active variants may have at least 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence identity to the native nuclease agent, while the active variants retain the ability to cut the desired recognition site and, therefore, retain single- or double-stranded break-inducing activity. For example, any nuclease agents described herein can be modified with respect to the native endonuclease sequence and designed to recognize and induce a single-stranded or double-stranded break at a recognition site that was not recognized by the native nuclease agent. Thus, in some embodiments, the engineered nuclease has specificity to induce a single-stranded or double-stranded break at a recognition site that is different from the corresponding recognition site of the native nuclease agent. Methods for analyzing single-stranded or double-stranded break-inducing activity are known, and in general they determine the general activity and specificity of endonucleases on DNA substrates containing a recognition site.

[00281] Нуклеазный агент можно вносить в клетку любыми известными в данной области техники способами. В клетку можно вносить непосредственно полипептид, кодирующий нуклеазный агент. В альтернативном варианте в клетку можно вносить полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент. При внесении в клетку полинуклеотида, кодирующего нуклеазный агент, нуклеазный агент может временно, при определенных условиях или конститутивно экспрессироваться в клетке. Таким образом, полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, может находиться в экспрессионной кассете и быть функционально связанным с кондициональным промотором, индуцибельным промотором, конститутивным промотором или тканеспецифическим промотором. Такие представляющие интерес промоторы более подробно обсуждаются в другом месте данного документа. В альтернативном варианте нуклеазный агент вносят в клетку в виде мРНК, кодирующей или содержащей нуклеазный агент.[00281] The nuclease agent can be introduced into the cell by any means known in the art. A polypeptide encoding a nuclease agent can be introduced directly into a cell. Alternatively, a polynucleotide encoding a nuclease agent can be introduced into the cell. When a polynucleotide encoding a nuclease agent is introduced into a cell, the nuclease agent can be temporarily, under certain conditions, or constitutively expressed in the cell. Thus, a polynucleotide encoding a nuclease agent can be in an expression cassette and be operably linked to a conditioning promoter, an inducible promoter, a constitutive promoter, or a tissue-specific promoter. Such promoters of interest are discussed in more detail elsewhere in this document. Alternatively, the nuclease agent is introduced into the cell as mRNA encoding or containing the nuclease agent.

[00282] В одном варианте реализации изобретения crРНК и tracrPHК экспрессируются как отдельные РНК-транскрипты.[00282] In one embodiment, crRNA and tracrRNA are expressed as separate RNA transcripts.

[00283] В конкретных вариантах реализации изобретения полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, стабильно интегрирован в геном клетки и функционально связан с активным в клетке промотором. В других вариантах реализации изобретения полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, находится в одном направляющем векторе, содержащем нуклеотидную вставку, тогда как в других случаях полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, находится в векторе или плазмиде, отличном от направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку.[00283] In certain embodiments, a polynucleotide encoding a nuclease agent is stably integrated into the genome of a cell and is operably linked to a promoter active in the cell. In other embodiments, the polynucleotide encoding the nuclease agent is in a single targeting vector containing the nucleotide insert, while in other cases, the polynucleotide encoding the nuclease agent is in a vector or plasmid other than the targeting vector containing the nucleotide insert.

[00284] Если нуклеазный агент вносят в клетку путем внесения полинуклеотида, кодирующего нуклеазный агент, такой полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, можно модифицировать с целью замещения кодонов, имеющих большую частоту использования в представляющей интерес клетке, по сравнению с природной полинуклеотидной последовательностью, кодирующей нуклеазный агент. Например, полинуклеотид, кодирующий нуклеазный агент, можно модифицировать с целью замещения кодонов, имеющих большую частоту использования в данной представляющей интерес прокариотической или эукариотической клетке, включая бактериальную клетку, дрожжевую клетку, человеческую клетку, нечеловеческую клетку, некрысиную эукариотическую клетку, клетку млекопитающего, клетку грызуна, клетку отличного от крысы грызуна, мышиную клетку, крысиную клетку, клетку хомяка или любую другую представляющую интерес клетку-хозяина, по сравнению с природной полинуклеотидной последовательностью.[00284] If a nuclease agent is introduced into a cell by introducing a polynucleotide encoding a nuclease agent, such a polynucleotide encoding a nuclease agent can be modified to replace codons having a higher frequency of use in the cell of interest as compared to the naturally occurring polynucleotide sequence encoding the nuclease agent ... For example, a polynucleotide encoding a nuclease agent can be modified to replace codons having a high frequency of use in a given prokaryotic or eukaryotic cell of interest, including a bacterial cell, a yeast cell, a human cell, a non-human cell, a non-rat eukaryotic cell, a mammalian cell, a rodent cell. , a non-rat rodent cell, a mouse cell, a rat cell, a hamster cell, or any other host cell of interest, as compared to the naturally occurring polynucleotide sequence.

[00285] В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент вносят вместе с LTVEC. В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент вносят отдельно от LTVEC в течение некоторого времени. В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент вносят до внесения LTVEC. В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент вносят в ЭС клетку крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка после внесения LTVEC.[00285] In one embodiment, the endonuclease agent is co-administered with the LTVEC. In one embodiment, the endonuclease agent is administered separately from the LTVEC over time. In one embodiment, the endonuclease agent is added prior to the LTVEC. In one embodiment, the endonuclease agent is introduced into an ES cell of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster after LTVEC application.

[00286] В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент представляет собой экспрессионную конструкцию, содержащую нуклеотидную последовательность, кодирующую эндонуклеазу, при этом нуклеотидная последовательность функционально связана с промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор представляет собой конститутивно активный промотор. В одном варианте реализации изобретения промотор является индуцибельным промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор активен в плюрипотентной или неплюрипотентной клетке крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка. В одном варианте реализации изобретения эндонуклеазный агент представляет собой мРНК, кодирующую эндонуклеазу.[00286] In one embodiment, the endonuclease agent is an expression construct comprising a nucleotide sequence encoding an endonuclease, the nucleotide sequence being operably linked to a promoter. In one embodiment, the promoter is a constitutively active promoter. In one embodiment, the promoter is an inducible promoter. In one embodiment, the promoter is active in a pluripotent or non-pluripotent rat, eukaryotic, non-rat eukaryotic, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse, or hamster mammalian cell. In one embodiment, the endonuclease agent is an mRNA encoding an endonuclease.

В. Способы интеграции представляющего интерес полинуклеотида в целевой локусB. Methods for Integrating a Polynucleotide of Interest into a Target Locus

[00287] Предложены способы модификации представляющего интерес целевого локуса. В одном варианте реализации изобретения целевой локус в плюрипотентной или неплюрипотентной клетке крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка предназначен для генетической модификации. Такой способ включает: (а) внесение в плюрипотентную или неплюрипотентную клетку крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка и 3' плечом гомологии крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка; и (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной или неплюрипотентной клетки крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, содержащей направленную генетическую модификацию в целевом локусе, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию. В конкретных вариантах реализации изобретения 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о. и/или применяют крупный направляющий вектор.[00287] Methods for modifying a target locus of interest are provided. In one embodiment, a target locus in a pluripotent or non-pluripotent cell of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse, or hamster is intended to be genetically modified. Such a method includes: (a) introducing into a pluripotent or non-pluripotent cell of a rat, a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a human, a non-rat rodent, mouse, or hamster, a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by 5 'rat homology arm, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat rodent, mouse or hamster and 3' homology arm of rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal a mammal, a human, a rodent other than a rat, a rodent, a mouse, or a hamster; and (b) detecting a genetically modified pluripotent or non-pluripotent rat cell, a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a human, a non-rat rodent, mouse or hamster containing a targeted genetic modification at a target locus, wherein targeted genetic modification can be transmitted through the germ line. In specific embodiments of the invention, the 5 'homology arm and the 3' homology arm add up to at least 10 kbp. and / or using a large directional vector.

[00288] В других вариантах реализации изобретения общий размер 5' и 3' плеч гомологии LTVEC составляет от около 10 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 50 т.п.о. до около 100 т.п.о. или от около 50 т.п.о. до около 75 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до около 150 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения размер делеции одинаков или сходен с общим размером 5' и 3' плеч гомологии LTVEC.[00288] In other embodiments, the total size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology is from about 10 kbp. to about 150 kbp, from about 10 kbp. to about 100 kbp, from about 10 kbp. to about 75 kbp, from about 20 kbp. to about 150 kbp, from about 20 kbp. to about 100 kbp, from about 20 kbp. to about 75 kbp, from about 30 kbp. to about 150 kbp, from about 30 kbp. to about 100 kbp, from about 30 kbp. to about 75 kbp, from about 40 kbp. to about 150 kbp, from about 40 kbp. to about 100 kbp, from about 40 kbp. to about 75 kbp, from about 50 kbp. to about 150 kbp, from about 50 kbp. up to about 100 kbp or from about 50 kbp. to about 75 kbp, from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to about 150 kbp In one embodiment, the size of the deletion is the same or similar to the overall size of the 5 'and 3' arms of LTVEC homology.

[00289] Плюрипотентная клетка, например, крысиная клетка, может являться эмбриональной стволовой клеткой, например, крысиной эмбриональной стволовой клеткой. В конкретном варианте реализации изобретения (а) крысиная ЭС клетка получена от штамма DA или штамма ACI; или (b) крысиная ЭС клетка характеризуется экспрессией маркера плюрипотентности, включая Oct-4, Sox-2, щелочную фосфатазу или их комбинации. В других случаях применяемая крысиная эмбриональная стволовая клетка включает крысиную ЭС клетку, описанную в заявке на патент США №14/185103, поданной 20 февраля 2014 г., в полном объеме включенной в данный документ посредством ссылки.[00289] The pluripotent cell, for example, a rat cell, may be an embryonic stem cell, for example, a rat embryonic stem cell. In a specific embodiment of the invention (a) a rat ES cell is obtained from a DA strain or an ACI strain; or (b) the rat ES cell is characterized by the expression of a pluripotency marker, including Oct-4, Sox-2, alkaline phosphatase, or combinations thereof. In other instances, the rat embryonic stem cell used includes the rat ES cell described in US Patent Application No. 14/185103, filed Feb. 20, 2014, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

[00290] В предложенных в данном документе способах можно применять любую плюрипотентную или неплюрипотентную клетку. Например, плюрипотентная или неплюрипотентная клетка может быть получена от эукариота, отличного от крысы эукариота, отличного от человека млекопитающего, млекопитающего, грызуна, отличного от крысы грызуна, крысы, мыши, человека или хомяка.[00290] Any pluripotent or non-pluripotent cell can be used in the methods provided herein. For example, a pluripotent or non-pluripotent cell can be obtained from a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a mammal, a rodent, a non-rat rodent, rat, mouse, human, or hamster.

[00291] Как описано в другом месте данного документа, нуклеотидная вставка может представлять собой любую нуклеотидную последовательность. В неограничивающих вариантах реализации изобретения (а) нуклеотидная вставка содержит замещение эндогенной нуклеотидной последовательности крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью млекопитающего; (b) нуклеотидная вставка содержит удаление эндогенной нуклеотидной последовательности крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка; (с) нуклеотидная вставка содержит удаление эндогенной нуклеотидной последовательности крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, при этом диапазон удаления составляет от 5 т.п.о. до 200 т.п.о. или от 5 т.п.о. до 3 м.п.о. (как подробно обсуждается в другом месте данного документа); (d) нуклеотидная вставка содержит добавление экзогенной нуклеотидной последовательности (включая, например, экзогенную нуклеотидную последовательность, диапазон которой составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.); (е) нуклеотидная вставка содержит экзогенную нуклеотидную последовательность, содержащую гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (f) гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность согласно (а), при этом нуклеотидная последовательность является человеческой нуклеотидной последовательностью; (g) нуклеотидная вставка содержит гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность согласно (а), при этом нуклеотидная последовательность является химерной нуклеотидной последовательностью, содержащей человеческую и крысиную нуклеотидную последовательность; (h) нуклеотидная вставка содержит экзогенную нуклеотидную последовательность согласно (е), при этом диапазон нуклеотидной вставки составляет от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о.; (i) нуклеотидная вставка содержит кондициональный аллель, фланкируемый целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (j) нуклеотидная вставка содержит репортерный ген, функционально связанный с промотором; (k) нуклеотидная вставка содержит один или более неперестроенных генных сегментов VH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, один или более неперестроенных генных сегментов D тяжелой цепи иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов JH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи грызуна; (1) нуклеотидная вставка содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи грызуна; (m) нуклеотидная вставка содержит один или более неперестроенных генных сегментов Vκ или Vλ иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов Jκ или Jλ иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего; (n) нуклеотидная вставка содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего; (о) нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи млекопитающего согласно (k) и/или (l) включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию; или (р) нуклеиновая кислота константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего согласно (m) и/или (n) включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию.[00291] As described elsewhere in this document, the nucleotide insert can be any nucleotide sequence. In non-limiting embodiments of the invention (a) the nucleotide insert comprises replacing an endogenous nucleotide sequence of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, mammal, human, rodent, non-rat, rodent, mouse, or hamster with a homologous or orthologous mammalian nucleotide sequence; (b) the nucleotide insert comprises deletion of an endogenous nucleotide sequence of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster; (c) the nucleotide insert comprises deletion of an endogenous nucleotide sequence of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, mammal, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster, the removal range being from 5 kb. O. up to 200 kbp or from 5 kbp. up to 3 m.p. (as discussed in detail elsewhere in this document); (d) the nucleotide insert comprises the addition of an exogenous nucleotide sequence (including, for example, an exogenous nucleotide sequence ranging from about 5 kb to about 10 kb, from about 10 kb). to about 20 kb, from about 20 kb to about 40 kb, from about 40 kb to about 60 kb, from about 60 kb to about 80 kb, from about 80 kb to about 100 kb, from about 100 kb to about 150 kb bp, from about 150 kb to about 200 kb, from about 200 kb to about 250 kb, from about 250 kb to about 300 kbp, from about 300 kbp to about 350 kbp, or from about 350 kbp to about 400 kbp) ; (e) the nucleotide insert contains an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (f) a homologous or orthologous nucleotide sequence according to (a), wherein the nucleotide sequence is a human nucleotide sequence; (g) the nucleotide insert contains a homologous or orthologous nucleotide sequence according to (a), the nucleotide sequence being a chimeric nucleotide sequence comprising a human and rat nucleotide sequence; (h) the nucleotide insert contains the exogenous nucleotide sequence of (e), wherein the range of the nucleotide insert is from about 5 kb. up to about 200 kbp; (i) the nucleotide insert contains a conditioned allele flanked by the target sequences of the site-specific recombinase; (j) the nucleotide insert contains a reporter gene operably linked to a promoter; (k) the nucleotide insert contains one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain V H gene segments, one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain D gene segments, and one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain J H gene segments that are operably linked to the nucleotide sequence the constant region of the rodent heavy chain; (1) the nucleotide insert contains the rearranged nucleotide sequence of the variable region of the heavy chain of a human immunoglobulin, operably linked to the nucleotide sequence of the constant region of the heavy chain of a rodent; (m) the nucleotide insert contains one or more non-rearranged human immunoglobulin V κ or V λ gene segments and one or more non-rearranged human immunoglobulin J κ or J λ gene segments that are operably linked to the nucleotide sequence of the constant λ or κ region of the mammalian immunoglobulin light chain; (n) the nucleotide insert contains a rearranged nucleotide sequence of the λ or κ light chain of a human immunoglobulin, operably linked to the nucleotide sequence of the constant region of λ or κ of the light chain of a mammalian immunoglobulin; (o) the mammalian heavy chain constant region nucleotide sequence according to (k) and / or (l) comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof; or (p) the λ or κ light chain constant region nucleic acid of a mammalian immunoglobulin according to (m) and / or (n) comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof.

[00292] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка[00292] In one embodiment, the nucleotide insert

содержит один или более функциональных человеческих генных сегментов VH, включающих VH1-2, VH1-3, VH1-8, VH1-18, VH1-24, VH1-45, VH1-46, VH1-58, VH1-69, VH2-5, VH2-26, VH2-70, VH3-7, VH3-9, VH3-11, VH3-13, VH3-15, VH3-16, VH3-20, VH3-21, VH3-23, VH3-30, VH3-30-3, VH3-30-5, VH3-33, VH3-35, VH3-38, VH3-43, VH3-48, VH3-49, VH3-53, VH3-64, VH3-66, VH3-72, VH3-73, VH3-74, VH4-4, VH4-28, VH4-30-1, VH4-30-2, VH4-30-4, VH4-31, VH4-34, VH4-39, VH4-59, VH4-61, VH5-51, VH6-1, VH7-4-1, VH7-81 или их комбинацию.contains one or more functional human V H gene segments including V H 1-2, V H 1-3, V H 1-8, V H 1-18, V H 1-24, V H 1-45, V H 1-46, V H 1-58, V H 1-69, V H 2-5, V H 2-26, V H 2-70, V H 3-7, V H 3-9, V H 3- 11, V H 3-13, V H 3-15, V H 3-16, V H 3-20, V H 3-21, V H 3-23, V H 3-30, V H 3-30- 3, V H 3-30-5, V H 3-33, V H 3-35, V H 3-38, V H 3-43, V H 3-48, V H 3-49, V H 3- 53, V H 3-64, V H 3-66, V H 3-72, V H 3-73, V H 3-74, V H 4-4, V H 4-28, V H 4-30- 1, V H 4-30-2, V H 4-30-4, V H 4-31, V H 4-34, V H 4-39, V H 4-59, V H 4-61, V H 5-51, V H 6-1, V H 7-4-1, V H 7-81, or a combination thereof.

[00293] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более функциональных человеческих генных сегментов D, включающих D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2-15, D2-21, D3-3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5, D5-18, D5-24, D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27 или их комбинацию.[00293] In one embodiment, the nucleotide insert comprises one or more functional human D gene segments including D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2 -15, D2-21, D3-3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5 , D5-18, D5-24, D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27, or a combination thereof.

[00294] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более функциональных генных сегментов JH, включая JH1, JH2, JH3, JH4, JH5, JH6 или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более человеческих генных сегментов Vκ, включающих Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ7-3, Vκ2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8, Vκ1-9, Vκ2-10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6-21, Vκ1-22, Vκ1-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33, Vκ3-34, Vκ1-35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40 или их комбинацию.[00294] In one embodiment, the nucleotide insert comprises one or more functional J H gene segments, including J H 1, J H 2, J H 3, J H 4, J H 5, J H 6, or a combination thereof. In one embodiment, the nucleotide insert contains one or more human Vκ gene segments, including Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ7-3, Vκ2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8, Vκ1 -9, Vκ2-10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6-21 , Vκ1-22, Vκ1-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33, Vκ3 -34, Vκ1-35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40, or a combination thereof.

[00295] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более человеческих генных сегментов Vλ, включающих Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Yλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2-14, Vλ3-16, Vλ2-18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27 или их комбинацию.[00295] In one embodiment, the nucleotide insert comprises one or more human Vλ gene segments including Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Yλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2- 14, Vλ3-16, Vλ2-18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27, or a combination thereof.

[00296] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более человеческих генных сегментов Jκ, включающих Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5 или их комбинацию.[00296] In one embodiment, the nucleotide insert comprises one or more human Jκ gene segments comprising Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5, or a combination thereof.

[00297] В конкретных вариантах реализации изобретения после модификации[00297] In specific embodiments of the invention, after modification

целевого локуса в плюрипотентной или неплюрипотентной клетке крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка генетическая модификация передается через зародышевую линию.target locus in a pluripotent or non-pluripotent cell of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent, mouse or hamster, the genetic modification is transmitted through the germ line.

[00298] В одном варианте реализации изобретения вставленная нуклеотидная последовательность содержит полинуклеотид, который при интеграции в геном будет приводить к генетической модификации области локуса АроЕ крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, при этом генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению активности АроЕ, повышению активности АроЕ или модуляции активности АроЕ. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение АроЕ.[00298] In one embodiment, the inserted nucleotide sequence comprises a polynucleotide that, when integrated into the genome, will result in a genetic modification of the rat ApoE locus region, a non-rat eukaryote eukaryote, a non-human mammal, a human, a non-rat rodent rodent, mouse or hamster, while genetic modification at the ApoE locus leads to a decrease in the activity of ApoE, an increase in the activity of ApoE, or modulation of the activity of ApoE. In one embodiment, the APOE is turned off.

[00299] В одном варианте реализации изобретения вставленная нуклеотидная[00299] In one embodiment, the inserted nucleotide

последовательность содержит полинуклеотид, который при интеграции в геном будет приводить к генетической модификации области локуса рецептора интерлейкина-2 гамма крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, при этом генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма приводит к снижению активности рецептора интерлейкина-2, повышению активности рецептора интерлейкина-2 гамма или модуляции активности рецептора интерлейкина-2. В одном варианте реализации изобретения генерируют выключение рецептора интерлейкина-2.the sequence contains a polynucleotide that, when integrated into the genome, will lead to a genetic modification of the region of the interleukin-2 gamma receptor locus of the rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, rodent, non-rat rodent, mouse or hamster, Moreover, genetic modification at the locus of the interleukin-2 gamma receptor leads to a decrease in the activity of the interleukin-2 receptor, an increase in the activity of the interleukin-2 gamma receptor, or modulation of the activity of the interleukin-2 receptor. In one embodiment, the interleukin-2 receptor is turned off.

[00300] В другом варианте реализации изобретения вставленная нуклеотидная[00300] In another embodiment, the inserted nucleotide

последовательность содержит полинуклеотид, который при интеграции в геном будет приводить к генетической модификации области локуса Rag1 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, локуса Rag2 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка и/или локуса Rag2/Rag1 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка, при этом генетическая модификация в локусе Rag1, Rag2 и/или Rag2/Rag1 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка приводит к снижению белковой активности Rag1, Rag2 или Rag1 и Rag2, повышению белковой активности Rag1, Rag2 или Rag1 и Rag2 или модуляции белковой активности Rag1, Rag2 или Rag1 и Rag2. В одном варианте реализации изобретения генерируют выключение Rag1, Rag2 или Rag2/Rag1.the sequence contains a polynucleotide that, when integrated into the genome, will result in a genetic modification of a region of the rat Rag1 locus, a non-rat eukaryote eukaryote, a non-human mammal, a human, a non-rat rodent, mouse or hamster, a rat Rag2 locus, non-rat eukaryote eukaryote, non-human mammal, human, non-rat rodent rodent, mouse or hamster and / or rat Rag2 / Rag1 locus, non-rat eukaryote eukaryote, non-human mammal, human , a rodent other than a rat rodent, mouse or hamster, wherein a genetic modification at the rat Rag1, Rag2 and / or Rag2 / Rag1 locus, a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a human, a non-rat rodent rodent, mouse or hamster leads to a decrease in the protein activity of Rag1, Rag2 or Rag1 and Rag2, an increase in protein activity and Rag1, Rag2 or Rag1 and Rag2, or modulation of protein activity by Rag1, Rag2 or Rag1 and Rag2. In one embodiment, a Rag1, Rag2, or Rag2 / Rag1 shutdown is generated.

[00301] В дополнительных вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка приводит к замещению части локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма и/или локуса Rag2, и/или локуса Rag1, и/или локуса Rag2/Rag1 крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка соответствующей ортологичной частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма и/или локуса Rag2, локуса Rag1, и/или локуса Rag2/Rag1 другого организма.[00301] In additional embodiments of the invention, the nucleotide insert results in the replacement of a portion of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus and / or the Rag2 locus, and / or the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus of a rat, eukaryotic, non-rat eukaryotic , a non-human mammal, a human, a non-rat rodent, mouse or hamster with a corresponding orthologous portion of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus and / or the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus of another organism ...

[00302] В других вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит полинуклеотид, обладающий по всей своей длине сходством по меньшей мере на 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% с частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1, которую он замещает.[00302] In other embodiments, the nucleotide insert comprises a polynucleotide having at least 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96% similarity along its entire length, 97%, 98%, 99% with part of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus that it replaces.

[00303] Заданная полинуклеотидная вставка и соответствующая замещаемая область крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка могут быть кодирующей областью, интроном, экзоном, нетранслируемой областью, регуляторной областью, промотором или энхансером или любой их комбинацией. Кроме того, заданная полинуклеотидная вставка и/или замещаемая область крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка могут иметь любую необходимую длину, включая, например, 10-100 нуклеотидов, 100-500 нуклеотидов, 500-1 т.п.о. нуклеотидов, от 1 т.п.о. до 1,5 т.п.о. нуклеотидов, от 1,5 т.п.о. до 2 т.п.о. нуклеотидов, от 2 т.п.о. до 2,5 т.п.о. нуклеотидов, от 2,5 т.п.о. до 3 т.п.о. нуклеотидов, от 3 т.п.о. до 5 т.п.о. нуклеотидов, от 5 т.п.о. до 8 т.п.о. нуклеотидов, от 8 т.п.о. до 10 т.п.о. нуклеотидов или более. В других случаях размер вставки или замещения составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о., от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 800 т.п.о., от около 800 т.п.о. до 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о., до около 2,5 м.п.о., от около 2,5 м.п.о. до около 2,8 м.п.о., от около 2,8 м.п.о. до около 3 м.п.о. В других вариантах реализации изобретения заданная полинуклеотидная вставка и/или замещаемая область крысы, эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка составляет по меньшей мере 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 или 900 нуклеотидов или по меньшей мере 1 т.п.о., 2 т.п.о., 3 т.п.о., 4 т.п.о., 5 т.п.о., 6 т.п.о., 7 т.п.о., 8 т.п.о., 9 т.п.о., 10 т.п.о., 11 т.п.о., 12 т.п.о., 13 т.п.о., 14 т.п.о., 15 т.п.о., 16 т.п.о. или более.[00303] A given polynucleotide insert and corresponding displacement region of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, mammal, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster can be a coding region, an intron, an exon, an untranslated region, regulatory region, promoter or enhancer, or any combination thereof. In addition, a given polynucleotide insert and / or replacement region of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, mammal, non-human mammal, human, rodent, non-rat, mouse, or hamster can be of any desired length, including, for example, 10 -100 nucleotides, 100-500 nucleotides, 500-1 kb nucleotides, from 1 kb. up to 1.5 kbp nucleotides, from 1.5 kb. up to 2 kb nucleotides, from 2 kb. up to 2.5 kbp nucleotides, from 2.5 kb. up to 3 kbp nucleotides, from 3 kb. up to 5 kbp nucleotides, from 5 kb. up to 8 so. nucleotides, from 8 kb. up to 10 kbp nucleotides or more. In other cases, the size of the insert or replacement is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 350 kbp, from about 350 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 800 kbp, from about 800 kbp. up to 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. to about 2 mpo, from about 2 mpo, to about 2.5 mpo, from about 2.5 mpo. up to about 2.8 ppm, from about 2.8 ppm. up to about 3 m.p. In other embodiments, the desired polynucleotide insert and / or replacement region of a rat, eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat, mouse, or hamster is at least 100, 200, 300 , 400, 500, 600, 700, 800 or 900 nucleotides or at least 1 kb, 2 kb, 3 kb, 4 kb, 5 kbp, 6 kbp, 7 kbp, 8 kbp, 9 kbp, 10 kbp, 11 kbp, 11 kbp. bp, 12 kb, 13 kb, 14 kb, 15 kb, 16 kb or more.

i. Способы модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР)i. Methods for Modifying the Target Nucleic Acid Locus by Bacterial Homologous Recombination (BHR)

[00304] Предложены способы и композиции для модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР) в прокариотической клетке. Такие способы находят применение в использовании бактериальной гомологичной рекомбинации в прокариотической клетке для генетической модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, человека или отличного от человека млекопитающего с целью создания направляющего вектора. Такой направляющий вектор, содержащий генетически модифицированный целевой локус, можно вносить в эукариотическую клетку, например, эукариотическую клетку, некрысиную эукариотическую клетку, клетку млекопитающего, человеческую клетку, клетку отличного от человека млекопитающего, плюрипотентную клетку, неплюрипотентную клетку, нечеловеческую плюрипотентную клетку, человеческую плюрипотентную клетку, человеческую ЭС клетку, человеческую взрослую стволовую клетку, человеческую клетку-предшественника с ограниченным развитием, человеческую иПС клетку, человеческую клетку, клетку грызуна, клетку отличного от крысы грызуна, крысиную клетку, мышиную клетку, клетку хомяка, фибробласт или клетку СНО. «Гомологическая рекомбинация» включает обмен ДНК-фрагментами между двумя молекулами ДНК в кроссоверных участках в пределах областей гомологии. Таким образом, «бактериальная гомологичная рекомбинация» или «БГР» включает гомологичную рекомбинацию, которая происходит в бактериях.[00304] Methods and compositions are provided for modifying a target nucleic acid locus of a non-rat eukaryote, mammalian, human, or non-human mammal by means of bacterial homologous recombination (BHR) in a prokaryotic cell. Such methods find use in the use of bacterial homologous recombination in a prokaryotic cell to genetically modify a target nucleic acid locus of a non-rat eukaryote, mammalian, human, or non-human mammal to generate a targeting vector. Such a targeting vector containing a genetically modified target locus can be introduced into a eukaryotic cell, for example, a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a mammalian cell, a human cell, a non-human mammalian cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell , human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast, or CHO cell. "Homologous recombination" involves the exchange of DNA fragments between two DNA molecules at crossover sites within regions of homology. Thus, "bacterial homologous recombination" or "BHR" includes homologous recombination that occurs in bacteria.

[00305] Предложены способы модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты из эукариотической клетки, некрысиной эукариотической клетки, клетки млекопитающего, человеческой клетки, клетки отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клетки, неплюрипотентной клетки, нечеловеческой плюрипотентной клетки, человеческой плюрипотентной клетки, человеческой ЭС клетки, человеческой взрослой стволовой клетки, человеческой клетки-предшественника с ограниченным развитием, человеческой иПС клетки, человеческой клетки, клетки грызуна, клетки отличного от крысы грызуна, крысиной клетки, мышиной клетки, клетки хомяка, фибробласта или клетки СНО посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР). Способы включают внесение в прокариотическую клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом прокариотическая клетка содержит целевой локус нуклеиновой кислоты и способна экспрессировать рекомбиназу, которая опосредует БГР в целевом локусе. Такие направляющие векторы могут включать любой из описанных в данном документе крупных направляющих векторов.[00305] Methods are provided for modifying a target nucleic acid locus from a eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, human cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human pluripotent cell, human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, fibroblast, or CHO cell via bacterial homologous recombination (BHR). The methods include introducing into a prokaryotic cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the prokaryotic cell contains the target nucleic acid locus and is capable of expressing recombinase that mediates BHR at the target locus. Such direction vectors can include any of the large direction vectors described herein.

[00306] В одном варианте реализации изобретения способ включает внесение в прокариотическую клетку: (i) первой конструкции, содержащей нуклеиновую кислоту, имеющую представляющую интерес последовательность ДНК; (ii) второй направляющей конструкции, содержащей нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, и (iii) третьей конструкции, кодирующей рекомбиназу, которая опосредует бактериальную гомологичную рекомбинацию. В одном варианте реализации изобретения первую, вторую и третью конструкцию вносят в прокариотическую клетку отдельно в течение некоторого времени. В одном варианте реализации изобретения прокариотическая клетка содержит нуклеиновую кислоту, которая кодирует рекомбиназу, а способ не требует внесения третьей конструкции. В одном варианте реализации изобретения рекомбиназа экспрессируется под управлением индуцибельного промотора.[00306] In one embodiment, the method comprises introducing into a prokaryotic cell: (i) a first construct comprising a nucleic acid having a DNA sequence of interest; (ii) a second targeting construct containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, and (iii) a third construct encoding a recombinase that mediates bacterial homologous recombination. In one embodiment of the invention, the first, second and third constructs are introduced into the prokaryotic cell separately over time. In one embodiment, the prokaryotic cell contains a nucleic acid that encodes a recombinase, and the method does not require the introduction of a third construct. In one embodiment, the recombinase is expressed under the control of an inducible promoter.

[00307] В одном варианте реализации изобретения первая конструкция, содержащая нуклеиновую кислоту, получена из бактериальной искусственной хромосомы (БИХ) или дрожжевой искусственной хромосомы (ДИХ). Можно выбрать прокариотическую клетку, содержащую нуклеотидную вставку в целевом геномном локусе. Этот способ можно серийно повторять, как описано в данном документе, чтобы осуществить внесение множественных нуклеотидных вставок в целевой локус в прокариотической клетке. После «встраивания» целевого локуса нуклеиновой кислоты в прокариотическую клетку направляющий вектор, содержащий модифицированный целевой локус, можно выделять из прокариотической клетки и вносить в целевой геномный локус в эукариотической клетке, некрысиной эукариотической клетке, клетке млекопитающего, клетке человека, клетке отличного от человека млекопитающего, плюрипотентной клетке, неплюрипотентной клетке, нечеловеческой плюрипотентной клетке, человеческой плюрипотентной клетке, человеческой ЭС клетке, человеческой взрослой стволовой клетке, человеческой клетке-предшественнике с ограниченным развитием, человеческой иПС клетке, человеческой клетке, клетке грызуна, клетке отличного от крысы грызуна, клетке крысы, клетке мыши, клетке хомяка, фибробласте или клетке СНО.[00307] In one embodiment of the invention, the first construct containing the nucleic acid is derived from a bacterial artificial chromosome (IIR) or yeast artificial chromosome (DIR). You can select a prokaryotic cell containing a nucleotide insert at the target genomic locus. This method can be serially repeated, as described herein, to effect the introduction of multiple nucleotide insertions at a target locus in a prokaryotic cell. After “insertion” of the target nucleic acid locus into the prokaryotic cell, the targeting vector containing the modified target locus can be isolated from the prokaryotic cell and introduced into the target genomic locus in a eukaryotic cell, non-rat eukaryotic cell, mammalian cell, human cell, non-human mammalian cell, pluripotent cell, non-pluripotent cell, non-human pluripotent cell, human pluripotent cell, human ES cell, human adult stem cell, human restricted progenitor cell, human iPS cell, human cell, rodent cell, non-rat rat cell, rodent cell mouse cell, hamster cell, fibroblast, or CHO cell.

[00308] Предпочтительные крысиные клетки для получения направляющих векторов описаны в заявке на патент США 14/185703, поданной 20 февраля 2014 г., содержание которой кратко изложено в данном документе. Эти крысиные клетки являются плюрипотентными крысиными клетками, способными сохранять свою плюрипотентность после одной или более направленных генетических модификаций in vitro и способны передавать направленные генетические модификации через зародышевую линию.[00308] Preferred rat cells for producing targeting vectors are described in US Patent Application No. 14/185703, filed Feb. 20, 2014, the contents of which are summarized herein. These rat cells are pluripotent rat cells, capable of maintaining their pluripotency after one or more directed genetic modifications in vitro and capable of transmitting targeted genetic modifications through the germ line.

[00309] Электропорированные плюрипотентные клетки, например, высевают с высокой плотностью для отбора устойчивых к лекарственному препарату клеток, содержащих направляющий вектор. Процесс отбора по чувствительности к лекарственному препарату приводит к удалению большинства высеянных клеток (~99%), оставляя отдельные колонии, каждая из которых является клоном, полученным от одной клетки. Среди оставшихся клеток большинство клеток (~80-100%) содержат направляющий вектор (содержащий кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату), интегрированный в случайный участок генома. Следовательно, колонии собирают по отдельности и проводят генотипирование для выявления ЭС клеток, содержащих направляющий вектор в правильном участке генома (например, применяя анализ модификации аллеля, описанный ниже).[00309] Electroporated pluripotent cells, for example, are seeded at high density to select drug resistant cells containing a targeting vector. The selection process for drug susceptibility results in the removal of most of the seeded cells (~ 99%), leaving individual colonies, each of which is a clone derived from a single cell. Among the remaining cells, the majority of cells (~ 80-100%) contain a targeting vector (containing a drug sensitivity selection cassette) integrated into a random region of the genome. Therefore, colonies are picked individually and genotyped to identify ES cells containing the targeting vector in the correct region of the genome (eg, using the allele modification analysis described below).

[00310] Для генотипирования можно применять высокопроизводительный количественный анализ, а именно анализ модификации аллеля (МОА). Такой анализ позволяет проводить крупномасштабный скрининг модифицированного(ых) аллеля(ей) в родительской хромосоме после генетической модификации. Анализ МОА можно проводить при помощи различных аналитических методов, включая, но не ограничиваясь этим, количественную ПНР, например, ПНР в режиме реального времени (кПЦР). Например, ПНР в режиме реального времени включает применение первой группы праймеров, которая распознает целевой локус, и второй группы праймеров, которая распознает нецелевой контрольный локус. Кроме того, группа праймеров содержит флуоресцентный зонд, который распознает амплифицированную последовательность. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи Invader Probes®. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи ММР assays®. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи TaqMan® Molecular Beacon. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи метода зондов Eclipse™. (Смотрите, например, US 2005/0144655, которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки).[00310] For genotyping, you can use a high-throughput quantitative analysis, namely, allele modification analysis (MOA). This analysis allows large-scale screening of the modified allele (s) on the parental chromosome after genetic modification. MOA analysis can be performed using a variety of analytical methods, including, but not limited to, quantitative PCR, such as real-time PCR (qPCR). For example, real-time PCR involves the use of a first primer set that recognizes a target locus and a second primer set that recognizes a non-target control locus. In addition, the primer group contains a fluorescent probe that recognizes the amplified sequence. In one embodiment of the invention, quantitation is performed using Invader Probes®. In one embodiment of the invention, quantitation is performed using MMP assays®. In one embodiment, the quantitation is performed using a TaqMan® Molecular Beacon. In one embodiment, the quantitation is performed using the Eclipse ™ probe method. (See, for example, US 2005/0144655, which is fully incorporated into this document by reference).

[00311] Затем отобранную плюрипотентную клетку (т.е. нечеловеческую плюрипотентную клетку, нечеловеческую ЭС клетку), содержащую направленную генетическую модификацию, можно вносить в эмбрион-хозяина, например, в эмбрион на стадии пре-морулы или на стадии бластоцисты, и имплантировать в матку суррогатной матери для получения животного-основателя (FO-животного). После этого животное-основателя можно скрещивать с животным дикого типа для получения потомства F1, гетерозиготного в отношении генетической модификации. Спаривание гетерозиготных животных F1 может дать потомство, гомозиготное в отношении генетической модификации. Спаривание гетерозиготных животных F1 может дать потомство, гомозиготное в отношении генетической модификации. В некоторых вариантах реализации изобретения можно осуществлять различные описанные в данном документе генетические модификации целевых локусов, применяя крупный направляющий вектор (LTVEC), как подробно описано в другом месте данного документа. Например, LTVEC может быть получен из ДНК бактериальной искусственной хромосомы (БИХ) при помощи метода генной инженерии VELOCIGENE® (смотрите, например, патент США №6586251 и Valenzuela, D. М. et al. (2003), High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotechnology 21(6): 652-659, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки).[00311] The selected pluripotent cell (i.e., non-human pluripotent cell, non-human ES cell) containing the targeted genetic modification can then be introduced into a host embryo, for example, an embryo at the pre-morula or blastocyst stage, and implanted into a surrogate mother's uterus to obtain a founder animal (FO animal). Thereafter, the founder animal can be crossed with a wild-type animal to produce F1 offspring heterozygous for genetic modification. Mating of heterozygous F1 animals can produce offspring that are homozygous for genetic modification. Mating of heterozygous F1 animals can produce offspring that are homozygous for genetic modification. In some embodiments, various genetic modifications of target loci described herein can be made using a large targeting vector (LTVEC), as detailed elsewhere in this document. For example, LTVEC can be obtained from bacterial artificial chromosome (IIR) DNA using the VELOCIGENE® genetic engineering method (see, for example, U.S. Patent No. 6,586,251 and Valenzuela, D. M. et al. (2003), High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotechnology 21 (6): 652-659, which are hereby incorporated by reference in their entirety).

[00312] Применение бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР) для получения крупного направляющего вектора (LTVEC) снимает ограничения, возникающие вследствие невозможности помещения крупных фрагментов геномной ДНК в плазмиды и связанной с этим низкой эффективностью внесения направленных модификаций в эндогенный локус в плюрипотентных или неплюрипотентных клетках. Путем получения LTVEC можно осуществить одну или более направленных генетических модификаций. Типовой LTVEC, получаемый в прокариотической клетке, может содержать нуклеотидную вставку, которая несет геномную последовательность с одной или более генетическими модификациями или экзогенную нуклеиновую кислоту (например, гомолог или ортолог крысиной нуклеиновой кислоты), которая фланкируется плечами гомологии, комплементарными к конкретным геномным областям.[00312] The use of bacterial homologous recombination (BHR) to obtain a large targeting vector (LTVEC) removes the limitations arising from the impossibility of placing large fragments of genomic DNA in plasmids and the associated low efficiency of introducing targeted modifications at the endogenous locus in pluripotent or non-pluripotent cells. By obtaining LTVEC, one or more targeted genetic modifications can be made. An exemplary LTVEC produced in a prokaryotic cell may contain a nucleotide insert that carries a genomic sequence with one or more genetic modifications, or an exogenous nucleic acid (e.g., a rat nucleic acid homolog or ortholog) that is flanked by arms of homology complementary to specific genomic regions.

[00313] Также предложены прокариотические клетки-хозяева, содержащие различные описанные в данном документе направляющие векторы. Такие прокариотические клетки включают, но не ограничиваются этим, бактерии, такие как Е. coli. В одном варианте реализации изобретения прокариотическая клетка-хозяин содержит направляющий вектор, содержащий нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом диапазон нуклеотидной вставки составляет от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о.[00313] Also provided are prokaryotic host cells comprising the various targeting vectors described herein. Such prokaryotic cells include, but are not limited to, bacteria such as E. coli. In one embodiment, the prokaryotic host cell comprises a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the range of the nucleotide insert is from about 5 kb. up to about 200 kbp

[00314] Прокариотическая клетка-хозяин может дополнительно содержать нуклеиновую кислоту, которая кодирует полипептид рекомбиназы, или нуклеиновая кислота, которая кодирует полипептид рекомбиназы, функционально связана с индуцибельным промотором.[00314] The prokaryotic host cell may further comprise a nucleic acid that encodes a recombinase polypeptide, or a nucleic acid that encodes a recombinase polypeptide is operably linked to an inducible promoter.

[00315] Дополнительно предложены различные способы и композиции, в которых применяют описанный в данном документе LTVEC в комбинации с прокариотической клеткой с целью получения направленных генетических модификаций. Такие композиции и способы обсуждаются в другом месте данного документа.[00315] Additionally, various methods and compositions are provided that use the LTVEC described herein in combination with a prokaryotic cell to generate targeted genetic modifications. Such compositions and methods are discussed elsewhere in this document.

[00316] Предложены способы модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР), которые включают внесение в прокариотическую клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом прокариотическая клетка содержит нуклеиновые кислоты, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии, и способна экспрессировать рекомбиназу, которая опосредует БГР в целевом локусе. Такие направляющие векторы могут включать любой из описанных в данном документе крупных направляющих векторов. В таких способах LTVEC можно применять так, как подробно обсуждается в данном документе, а также дополнительно применять систему CRISPR/Cas, как обсуждается в другом месте данного документа.[00316] Methods for modifying a target nucleic acid locus by means of bacterial homologous recombination (BHR) are proposed, which include introducing into a prokaryotic cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the prokaryotic cell contains nucleic acids, corresponding to the 5 'and 3' arms of homology, and is capable of expressing recombinase that mediates BHR at the target locus. Such direction vectors can include any of the large direction vectors described herein. In such methods, LTVEC can be used as discussed in detail in this document, as well as additionally apply the CRISPR / Cas system, as discussed elsewhere in this document.

[00317] В одном варианте реализации изобретения система CRISPR/Cas может находиться под управлением промотора, активного в прокариотической клетке, такой как, например, E. coli.[00317] In one embodiment, the CRISPR / Cas system may be under the control of a promoter active in a prokaryotic cell, such as, for example, E. coli.

ii. Способы модификации представляющего интерес целевого локуса в плюрипотентной клетке или неплюрипотентной клетке.ii. Methods for modifying a target locus of interest in a pluripotent cell or a non-pluripotent cell.

[00318] Дополнительно предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в плюрипотентной клетке или неплюрипотентной клетке посредством направленной генетической модификации, включающий (а) внесение в плюрипотентную клетку или неплюрипотентную клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о.; и (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной или неплюрипотентной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе. В одном варианте реализации изобретения 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере от около 16 т.п.о. до около 30 т.п.о. В конкретных вариантах реализации изобретения направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию. Такие направляющие векторы могут включать любой из описанных в данном документе крупных направляющих векторов.[00318] Additionally, there is provided a method for modifying a target locus of interest in a pluripotent cell or non-pluripotent cell by targeted genetic modification, comprising (a) introducing into a pluripotent cell or non-pluripotent cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm wherein the 5 'homology arm and the 3' homology arm add up to at least 10 kb; and (b) identifying a genetically modified pluripotent or non-pluripotent cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest. In one embodiment, the 5 'homology arm and the 3' homology arm add up to at least about 16 kbp. up to about 30 kbp In specific embodiments of the invention, targeted genetic modification can be transmitted through the germ line. Such direction vectors can include any of the large direction vectors described herein.

[00319] Также в способах модификации предложенного в данном документе представляющего интерес целевого локуса можно применять различные клетки. В конкретных вариантах реализации изобретения клетка является эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, человеческой индуцированной плюрипотентной клеткой (иПС), клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, фибробластом, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, мышиной клеткой, клеткой хомяка или клеткой СНО.[00319] Methods for modifying a target locus of interest as provided herein can also use a variety of cells. In specific embodiments of the invention, the cell is a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a human pluripotent cell, a human ES cell, a human adult stem cell, a human progenitor cell with limited development, induced human iPS), mammalian cell, human cell, fibroblast, rodent cell, non-rat rodent cell, mouse cell, hamster cell, or CHO cell.

[00320] В одном аспекте предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в плюрипотентной клетке посредством направленной генетической модификации, включающий: (а) получение плюрипотентной клетки, которая способна сохранять свою плюрипотентность после по меньшей мере одной направленной генетической модификации ее генома и способна передавать направленную модификацию зародышевой линии поколения F1; (b) внесение крупного направляющего вектора (LTVEC) в плюрипотентную клетку, при этом LTVEC содержит нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом 5' плечо гомологии и 3' плечо гомологии содержат фрагмент геномной ДНК; и (с) выявление генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию.[00320] In one aspect, there is provided a method for modifying a target locus of interest in a pluripotent cell by targeted genetic modification, comprising: (a) obtaining a pluripotent cell that is capable of retaining its pluripotency after at least one directed genetic modification of its genome and is capable of transmitting targeted modification germ line generation F1; (b) introducing a large targeting vector (LTVEC) into a pluripotent cell, wherein the LTVEC contains a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the 5 'homology arm and 3' homology arm contain a genomic DNA fragment; and (c) identifying a genetically modified pluripotent cell containing targeted genetic modification.

[00321] Для выявления клеток, содержащих нуклеотидную вставку, интегрированную в представляющий интерес целевой локус, можно применять различные способы. Вставка нуклеиновой кислоты в представляющий интерес целевой локус приводит к «модификации аллеля». Термин «модификация аллеля» и способы выявления модифицированного аллеля более подробно обсуждаются в другом месте данного документа.[00321] Various methods can be used to detect cells containing a nucleotide insert integrated into a target locus of interest. Insertion of a nucleic acid at the target locus of interest results in "allele modification". The term "allele modification" and methods for detecting a modified allele are discussed in more detail elsewhere in this document.

[00322] В одном аспекте предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке посредством опосредованного эндонуклеазами направленного воздействия на гены, включающий: (а) получение выделенной неплюрипотентной клетки или выделенной плюрипотентной клетки, которая способна передавать генетически модифицированный геном зародышевой линии поколения F1; (b) внесение в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку эндонуклеазного агента; при этом эндонуклеазный агент создает одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в целевой последовательности ДНК, расположенной в представляющем интерес геномном локусе, а одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в целевой последовательности ДНК в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке индуцирует: (i) опосредованную негомологичным соединением концов (НГСК) репарацию ДНК в месте одноцепочечного или двух цепочечного разрыва, при этом НГСК-опосредованная репарация ДНК приводит к созданию мутантного аллеля, содержащего вставку или удаление нуклеотидной последовательности в целевой последовательности ДНК; или (ii) опосредованную гомологичной рекомбинацией репарацию ДНК, которая приводит к восстановлению нуклеотидной последовательности дикого типа; и (с) выявление представляющего интерес модифицированного геномного локуса.[00322] In one aspect, there is provided a method of modifying a target locus of interest in a non-pluripotent cell or pluripotent cell through endonuclease-mediated gene targeting, comprising: (a) obtaining an isolated non-pluripotent cell or isolated pluripotent cell that is capable of transmitting a genetically modified germline genome F1; (b) introducing an endonuclease agent into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell; whereby the endonuclease agent creates a single-stranded or double-stranded break in the target DNA sequence located at the genomic locus of interest, and the single-stranded or double-stranded break in the target DNA sequence in a non-pluripotent cell or pluripotent cell induces: (i) non-homologous end-joining-mediated (NHSC) DNA repair at the site of a single-stranded or double-strand break, while NHSC-mediated DNA repair leads to the creation of a mutant allele containing the insertion or deletion of a nucleotide sequence in the target DNA sequence; or (ii) mediated by homologous recombination DNA repair, which leads to the restoration of the nucleotide sequence of the wild type; and (c) identifying the modified genomic locus of interest.

[00323] В одном аспекте предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в выделенной эмбриональной стволовой клетке (ЭС) при помощи нуклеазного агента, включающий: (а) получение выделенной ЭС клетки, которая способна передавать направленную модификацию зародышевой линии поколения F1; (b) внесение в ЭС клетку: (i) крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом вставка представляет собой нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 5 т.п.о.; и (ii) эндонуклеазного агента, при этом эндонуклеазный агент создает одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в целевой последовательности ДНК, расположенной в представляющем интерес геномном локусе, а целевая последовательность не присутствует в нуклеотидной вставке; и (с) выявление направленной генетической модификации в эмбриональной стволовой (ЭС) клетке.[00323] In one aspect, there is provided a method of modifying a target locus of interest in an isolated embryonic stem cell (ES) with a nuclease agent, comprising: (a) providing an isolated ES cell that is capable of transmitting an F1 generation directed germline modification; (b) introducing into an ES cell: (i) a large targeting vector (LTVEC) containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the insert is a nucleotide sequence of at least 5 kb. .; and (ii) an endonuclease agent, wherein the endonuclease agent creates a single-stranded or double-stranded break in the target DNA sequence located at the genomic locus of interest, and the target sequence is not present in the nucleotide insert; and (c) identifying targeted genetic modification in the embryonic stem (ES) cell.

[00324] В одном аспекте предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке посредством РНК-управляемой генной инженерии, включающий: (а) получение неплюрипотентной клетки или плюрипотентной клетки, которая способна передавать генетически модифицированный геном зародышевой линии поколения F1; (b) внесение в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку: (i) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеотидной последовательностью, кодирующей ассоциированный с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (CRISPR), белок (Cas), (ii) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с целевой геномной последовательностью, связанной с направляющей РНК (нРНК), при этом целевая геномная последовательность фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ). Необязательно, целевая геномная последовательность фланкируется в 3' конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ). В одном варианте реализации изобретения белок Cas и РНК CRISPR и/или tracrРНК не встречаются вместе в природном состоянии (например, белок Cas и РНК CRISPR не встречаются вместе в природном состоянии). В одном варианте реализации изобретения целевая геномная последовательность содержит нуклеотидную последовательность GNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGG (GN1-20GG; SEQ ID №1). В одном варианте реализации изобретения целевая геномная последовательность содержит SEQ ID №1, где длина N составляет от 14 до 20 нуклеотидов. В одном варианте реализации изобретения нРНК содержит третью нуклеотидную последовательность, кодирующую РНК коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами (CRISPR) (crРНК), и четвертую нуклеотидную последовательность, кодирующую транс-активирующую РНК CRISPR (tracrРНК). В одном варианте реализации изобретения после экспрессии белок Cas образует комплекс CRISPR-Cas, содержащий crРНК и tracrРНК, а комплекс CRISPR-Cas создает одно цепочечный или двухцепочечный разрыв в целевой последовательности ДНК, расположенной в представляющем интерес геномном локусе, а одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в целевой последовательности ДНК в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке индуцирует: (i) опосредованную негомологичным соединением концов (НГСК) репарацию ДНК в месте одноцепочечного или двухцепочечного разрыва, созданного комплексом CRISPR-Cas, при этом НГСК приводит к созданию мутантного аллеля, содержащего вставку или удаление нуклеотидной последовательности в целевой последовательности ДНК; или (ii) опосредованную гомологичной рекомбинацией репарацию ДНК, которая приводит к восстановлению нуклеотидной последовательности дикого типа; и (с) выявление представляющего интерес модифицированного геномного локуса.[00324] In one aspect, there is provided a method of modifying a target locus of interest in a non-pluripotent cell or pluripotent cell by RNA-guided genetic engineering, comprising: (a) providing a non-pluripotent cell or pluripotent cell that is capable of transmitting a genetically modified F1 germline genome; (b) introducing into a non-pluripotent cell or pluripotent cell: (i) a first expression construct containing a first promoter operably linked to a first nucleotide sequence encoding a protein (Cas) associated with short palindromic repeats, regularly spaced groups (CRISPR), (ii ) a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a target genomic sequence linked to a guide RNA (nRNA), the target genomic sequence being flanked by a sequence of a protospacer adjacent motif (PAM). Optionally, the target genomic sequence is flanked at the 3 'end by a protospacer contiguous motif (PAM) sequence. In one embodiment, the Cas protein and CRISPR RNA and / or tracrRNA do not occur together in a natural state (for example, the Cas protein and CRISPR RNA do not occur together in a natural state). In one embodiment, the target genomic sequence comprises the nucleotide sequence GNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGG (GN 1-20 GG; SEQ ID No. 1). In one embodiment, the target genomic sequence comprises SEQ ID No. 1, where N is 14 to 20 nucleotides in length. In one embodiment, the nRNA comprises a third nucleotide sequence encoding RNA of short palindromic repeats in regular clusters (CRISPR) (crRNA) and a fourth nucleotide sequence encoding trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA). In one embodiment, upon expression, the Cas protein forms a CRISPR-Cas complex containing crRNA and tracrRNA, and the CRISPR-Cas complex creates a single-stranded or double-stranded break in the target DNA sequence located at the genomic locus of interest, and a single-stranded or double-stranded break at the target DNA sequence in a non-pluripotent cell or pluripotent cell induces: (i) non-homologous end-joining-mediated (NHSC) repair of DNA at the site of a single-stranded or double-stranded break created by the CRISPR-Cas complex, while the NHSC leads to the creation of a mutant allele containing an insertion or deletion of a nucleotide sequence in the target DNA sequence; or (ii) mediated by homologous recombination DNA repair, which leads to the restoration of the nucleotide sequence of the wild type; and (c) identifying the modified genomic locus of interest.

[00325] В одном аспекте предложен способ модификации представляющего интерес целевого локуса в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке посредством РНК-управляемой генной инженерии, включающий внесение в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку, которая способна передавать генетически модифицированный геном через зародышевую линию: (i) ассоциированного с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (CRISPR), белка (Cas) или нуклеиновой кислоты, кодирующей белок Cas; и (ii) нРНК или ДНК, кодирующей нРНК, при этом нРНК содержит нуклеотидную последовательность, которая гибридизируется с целевой геномной последовательностью, и тран-активирующей РНК CRISPR (tracrРНК); при этом целевая геномная последовательность фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[00325] In one aspect, there is provided a method for modifying a target locus of interest in a non-pluripotent cell or pluripotent cell by RNA-guided genetic engineering, comprising introducing into a non-pluripotent cell or pluripotent cell that is capable of transmitting a genetically modified genome through the germ line: (i) associated with short palindromic repeats, regularly spaced groups (CRISPR), protein (Cas) or nucleic acid encoding the Cas protein; and (ii) an nRNA or DNA encoding an nRNA, the nRNA comprising a nucleotide sequence that hybridizes to a target genomic sequence and a trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA); while the target genomic sequence is flanked by the sequence of the motif adjacent to the protospacer (PAM).

[00326] В некоторых вариантах реализации изобретения белок Cas можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде выделенного белка. В некоторых вариантах реализации изобретения белок Cas дополнительно содержит домен, пенетрирующий клетку, который облегчает поглощение белка клеткой. В других вариантах реализации изобретения белок Cas можно вносить в клетку в виде молекулы матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas. В других вариантах реализации изобретения белок Cas можно вносить в клетку в виде молекулы ДНК, кодирующей белок Cas. Например, молекула ДНК, кодирующая белок Cas, может находиться в конструкции и быть функционально связанной с промотором, способным экспрессировать в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке. В определенных вариантах реализации изобретения нуклеиновая кислота, кодирующая белок Cas, является кодон-оптимизированной для экспрессии в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке.[00326] In some embodiments, the Cas protein can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as an isolated protein. In some embodiments, the Cas protein further comprises a cell-penetrating domain that facilitates uptake of the protein by the cell. In other embodiments, the Cas protein can be introduced into the cell as a messenger RNA (mRNA) molecule encoding the Cas protein. In other embodiments, the Cas protein can be introduced into the cell as a DNA molecule encoding the Cas protein. For example, a DNA molecule encoding a Cas protein may be in a construct and operably linked to a promoter capable of expression in a non-pluripotent cell or a pluripotent cell. In certain embodiments of the invention, the nucleic acid encoding the Cas protein is codon-optimized for expression in a non-pluripotent cell or a pluripotent cell.

[00327] В некоторых вариантах реализации изобретения нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде молекулы РНК. Например, молекула нРНК может быть транскрибирована in vitro. В других вариантах реализации изобретения нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде молекулы ДНК, кодирующей нРНК. Например, молекула ДНК, кодирующая нРНК, может находиться в конструкции и быть функционально связанной с промотором, способным экспрессировать нРНК в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке. В других вариантах реализации изобретения нРНК можно синтезировать химическим путем.[00327] In some embodiments, the nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as an RNA molecule. For example, an nRNA molecule can be transcribed in vitro. In other embodiments, the nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as a DNA molecule encoding an nRNA. For example, a DNA molecule encoding an nRNA can be in a construct and operably linked to a promoter capable of expressing the nRNA in a non-pluripotent cell or a pluripotent cell. In other embodiments, the nRNA can be chemically synthesized.

[00328] В некоторых вариантах реализации изобретения нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде слитой молекулы crРНК-tracrРНК (т.е. одного транскрипта). В других вариантах реализации изобретения нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде отдельных молекул crРНК и tracrРНК (т.е. отдельных транскриптов). В других вариантах реализации изобретения нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде отдельных молекул ДНК, кодирующих, соответственно, crРНК и tracrРНК. Например, отдельные молекулы ДНК, кодирующие crРНК и tracrРНК, могут находиться в отдельных конструкциях и быть функционально связанными с промоторами, способными экспрессировать нРНК в неплюрипотентной клетке или плюрипотентной клетке. В любом из вышеописанных вариантов реализации изобретения любые комбинации конструкций могут находиться в отдельных молекулах нуклеиновых кислот или вместе в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00328] In some embodiments, the nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or pluripotent cell as a crRNA-tracrRNA fusion molecule (ie, one transcript). In other embodiments, the nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as separate crRNA and tracrRNA molecules (i.e., separate transcripts). In other embodiments, the nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as separate DNA molecules encoding crRNA and tracrRNA, respectively. For example, individual DNA molecules encoding crRNA and tracrRNA can be in separate constructs and be operably linked to promoters capable of expressing nRNA in a non-pluripotent cell or a pluripotent cell. In any of the above-described embodiments of the invention, any combination of constructs can be in separate nucleic acid molecules or together in a single nucleic acid molecule.

[00329] В некоторых вариантах реализации изобретения белок Cas и нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку одновременно или последовательно. Аналогично, crРНК и tracrРНК нРНК можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку одновременно или последовательно. Соотношение между белком Cas (или кодирующей нуклеиновой кислотой) и нРНК (или кодирующей ДНК) и/или соотношение между crРНК и tracrРНК может быть приблизительно стехиометрическим, чтобы они могли образовать РНК-белковый комплекс.[00329] In some embodiments, the Cas protein and nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or pluripotent cell simultaneously or sequentially. Similarly, crRNA and tracrRNA nRNA can be introduced into a non-pluripotent cell or pluripotent cell simultaneously or sequentially. The ratio between Cas protein (or coding nucleic acid) and nRNA (or coding DNA) and / or the ratio between crRNA and tracrRNA can be approximately stoichiometric so that they can form an RNA-protein complex.

[00330] В определенных вариантах реализации изобретения белок Cas можно вносить в неплюрипотентную клетку или плюрипотентную клетку в виде комплекса с нРНК.[00330] In certain embodiments of the invention, the Cas protein can be introduced into a non-pluripotent cell or a pluripotent cell as a complex with an nRNA.

[00331] В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка представляет собой индуцированную плюрипотентную клетку (иПС). В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка представляет собой клетку-предшественника с ограниченным развитием.[00331] In one embodiment, the pluripotent cell is an induced pluripotent cell (iPS). In one embodiment, the pluripotent cell is a developmentally restricted progenitor cell.

[00332] Наличие одноцепочечного или двухцепочечного разрыва в участке распознавания в пределах селективного маркера в различных вариантах реализации изобретения повышает эффективность и/или частоту рекомбинации между направляющим вектором (таким как LTVEC) и представляющим интерес целевым локусом. В одном варианте реализации изобретения рекомбинация является гомологичной рекомбинацией. В другом варианте реализации изобретения рекомбинация представляет собой вставку вследствие не гомологичного соединения концов. В различных вариантах реализации изобретения в случае наличия одноцепочечного или двухцепочечного разрыва эффективность таргетирования направляющего вектора (такого как LTVEC) в целевом геномном локусе по меньшей мере в около 2 раз выше, по меньшей мере в около 3 раз выше, по меньшей мере в около 4 раз выше, чем в случае отсутствия одноцепочечного или двухцепочечного разрыва (при применении, например, одного и того же направляющего вектора и одних и тех же плеч гомологии и соответствующих целевых участков в представляющем интерес геномном локусе, но без добавляемого нуклеазного агента, который создает одноцепочечный или двух цепочечный разрыв).[00332] The presence of a single-stranded or double-stranded break in the recognition site within a selectable marker in various embodiments increases the efficiency and / or frequency of recombination between the targeting vector (such as LTVEC) and the target locus of interest. In one embodiment, the recombination is homologous recombination. In another embodiment, the recombination is insertion due to non-homologous end joining. In various embodiments of the invention, in the case of a single-stranded or double-stranded break, the targeting efficiency of a targeting vector (such as LTVEC) at the target genomic locus is at least about 2 times higher, at least about 3 times higher, at least about 4 times higher than in the absence of a single-stranded or double-stranded break (when using, for example, the same targeting vector and the same homology arms and corresponding target regions in the genomic locus of interest, but without an added nuclease agent that creates a single-stranded or two chain break).

[00333] В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация в целевом локусе является биаллельной. Под «биаллельной» подразумевается, что оба аллеля гена содержат направленную генетическую модификацию. В каждом аллеле направленная генетическая модификация может быть одинаковой или разной. Например, биаллельная модификация может быть результатом одной модификации, проведенной в соответствующих аллелях в соответствующих гомологичных хромосомах, или разных модификаций, проведенных в соответствующих аллелях в соответствующих гомологичных хромосомах. Таким образом, биаллельная модификация может приводить, например, к гомозиготности в отношении конкретной модификации в представляющем интерес геномном локусе (т.е. конкретной модификации в обоих аллелях), компаунд-гетерозиготности в представляющем интерес геномном локусе (т.е. конкретной модификации в одном аллеле и инактивации или нарушению другого аллеля) или гемизиготности в представляющем интерес геномном локусе (например, конкретной модификации в одном аллеле и потере другого аллеля). В определенных вариантах реализации изобретения комбинированное применение направляющего вектора (включая, например, LTVEC) с нуклеазным агентом приводит к биаллельной направленной генетической модификации в представляющем интерес геномном локусе в клетке по сравнению с применением одного направляющего вектора. Когда направляющий вектор применяют в сочетании с нуклеазным агентом эффективность биаллельного таргетирования возрастает по меньшей мере в два раза, по меньшей мере в три раза, по меньшей мере в 4 раза или более по сравнению с применением одного направляющего вектора. В дополнительных вариантах реализации изобретения эффективность биаллельного таргетирования составляет по меньшей мере 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5%, 0,6%, 0,7%, 0,8%, 0,9%, 1%, 2%, 3%, 4% или 5% или более.[00333] In one embodiment, the targeted genetic modification at the target locus is biallelic. By "biallelic" is meant that both alleles of a gene contain targeted genetic modification. In each allele, the targeted genetic modification can be the same or different. For example, a biallelic modification can be the result of one modification made in the corresponding alleles in the corresponding homologous chromosomes, or different modifications made in the corresponding alleles in the corresponding homologous chromosomes. Thus, a biallelic modification can lead, for example, to homozygosity for a specific modification at the genomic locus of interest (i.e., a specific modification in both alleles), compound heterozygosity at the genomic locus of interest (i.e., a specific modification in one allele and inactivation or disruption of another allele) or hemizygosity at the genomic locus of interest (e.g., a specific modification in one allele and loss of another allele). In certain embodiments of the invention, the combined use of a targeting vector (including, for example, LTVEC) with a nuclease agent results in a biallelic targeting genetic modification at the genomic locus of interest in the cell as compared to using a targeting vector alone. When a targeting vector is used in combination with a nuclease agent, the effectiveness of biallelic targeting is increased at least two-fold, at least three-fold, at least 4-fold, or more compared with the use of a single targeting vector. In additional embodiments of the invention, the effectiveness of biallelic targeting is at least 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.7%, 0.8%, 0.9 %, 1%, 2%, 3%, 4%, or 5% or more.

[00334] Биаллельная направленная генетическая модификация в целевом локусе может приводить к получению гомозиготной генетически модифицированной клетки. Под «гомозиготной» подразумевается, что оба аллеля целевого локуса (т.е. аллели в обеих гомологичных хромосомах) были модифицированы одинаково. В определенных вариантах реализации изобретения комбинированное применение направляющего вектора (включая, например, LTVEC) с нуклеазным агентом приводит к биаллельной гомозиготной направленной генетической модификации в представляющем интерес геномном локусе в клетке. В одном варианте реализации изобретения биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах (т.е. паре из первой и второй гомологичных хромосом) и вставку нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах (т.е. паре из первой и второй гомологичных хромосом). В некоторых вариантах реализации изобретения нуклеотидная вставка замещает эндогенную нуклеотидную последовательность в представляющем интерес геномном локусе в обеих гомологичных хромосомах. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка является гомологичной или ортологичной по отношению к удаленной эндогенной нуклеотидной последовательности.[00334] Biallelic targeted genetic modification at the target locus can result in a homozygous genetically modified cell. By "homozygous" is meant that both alleles of the target locus (ie, alleles on both homologous chromosomes) have been modified in the same way. In certain embodiments of the invention, the combined use of a targeting vector (including, for example, LTVEC) with a nuclease agent results in a biallelic homozygous targeted genetic modification at the genomic locus of interest in the cell. In one embodiment, a biallelic genetic modification comprises removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes (i.e., a pair of first and second homologous chromosomes) and inserting nucleic acid at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes (i.e. i.e. a pair of the first and second homologous chromosomes). In some embodiments, a nucleotide insert replaces an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on both homologous chromosomes. In one embodiment, the nucleotide insert is homologous or orthologous to a deleted endogenous nucleotide sequence.

[00335] В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация в целевом локусе приводит к получению гемизиготной генетически модифицированной клетки. Под «гемизиготной» подразумевается, что присутствует только один аллель (т.е. аллель в одной из двух гомологичных хромосом) целевого локуса или только один аллель может экспрессироваться и функционировать. В других вариантах реализации изобретения направленная генетическая модификация в более общем случае приводит к компаунд-гетер озиготности. Компаунд-гетерозиготность включает ситуации, в которых были модифицированы оба аллеля целевого локуса (т.е. аллели в обеих гомологичных хромосомах), но модифицированы разным образом (например, вставка в одном аллеле и инактивация или нарушение другого аллеля). В определенных вариантах реализации изобретения комбинированное применение направляющего вектора (включая, например, LTVEC) с нуклеазным агентом приводит к гемизтготной направленной генетической модификации в представляющем интерес геномном локусе в клетке. В определенных вариантах реализации изобретения комбинированное применение направляющего вектора (включая, например, LTVEC) с нуклеазным агентом приводит к направленным генетическим модификациям, которые создают компаунд-гетерозиготность в представляющем интерес геномном локусе в клетке. В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку нуклеиновой кислоты. В других вариантах реализации изобретения направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и нарушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме. Первая хромосома может быть первой из двух гомологичных хромосом, а вторая хромосома может быть второй из двух гомологичных хромосом. В других вариантах реализации изобретения направленная модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой гомологичной хромосоме; и (2) нарушение представляющего интерес геномного локуса во второй гомологичной хромосоме. Нарушение эндогенной нуклеотидной последовательности может происходить, например, когда происходит репарация созданного нуклеазным агентом одноцепочечного или двухцепочечного разрыва в представляющем интерес геномном локусе путем опосредуемой негомологичным соединением концов (НГСК) репарации ДНК, что приводит к созданию мутантного аллеля, содержащего вставку или удаление нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе, и, следовательно, приводит к разрушению представляющего интерес геномного локуса. Примеры нарушений включают изменение регуляторного элемента (например, промотора или энхансера) в представляющем интерес геномном локусе, миссенс-мутацию, мутацию с усечением, нуль-мутацию или вставку или удаление небольшого количества нуклеотидов (например, приводящие к мутации со сдвигом рамки). Другим примером нарушения является нонсенс-мутация. Нарушение может приводить к инактивации (т.е. потере функции) или потере аллеля.[00335] In one embodiment, targeted genetic modification at a target locus results in a hemizygous genetically modified cell. By "hemizygous" is meant that only one allele is present (ie, an allele on one of the two homologous chromosomes) of the target locus, or only one allele can be expressed and functioned. In other embodiments, targeted genetic modification more generally results in compound heterozygosity. Compound heterozygosity includes situations in which both alleles of the target locus have been modified (i.e., alleles on both homologous chromosomes), but modified in different ways (for example, insertion in one allele and inactivation or disruption of the other allele). In certain embodiments of the invention, the combined use of a targeting vector (including, for example, LTVEC) with a nuclease agent results in a hemispheric targeted genetic modification at the genomic locus of interest in the cell. In certain embodiments of the invention, the combined use of a targeting vector (including, for example, LTVEC) with a nuclease agent results in targeted genetic modifications that create compound heterozygosity at the genomic locus of interest in the cell. In one embodiment, targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome comprises deletion of an endogenous nucleotide sequence and insertion of a nucleic acid. In other embodiments, targeted genetic modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting a nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome. The first chromosome may be the first of two homologous chromosomes, and the second chromosome may be the second of two homologous chromosomes. In other embodiments, targeted modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and inserting a nucleic acid at a genomic locus of interest on a first homologous chromosome; and (2) disruption of the genomic locus of interest on the second homologous chromosome. Disruption to an endogenous nucleotide sequence can occur, for example, when a nuclease-generated single-stranded or double-stranded break at a genomic locus of interest is repaired by non-homologous junction-mediated DNA repair (NSCR), resulting in a mutant allele containing an insertion or deletion of a nucleotide sequence in the genomic the genomic locus of interest, and therefore leads to the destruction of the genomic locus of interest. Examples of abnormalities include altering a regulatory element (e.g., a promoter or enhancer) at a genomic locus of interest, missense mutation, truncation mutation, null mutation, or small nucleotide insertion or deletion (e.g., resulting in frameshift mutations). Another example of a disorder is nonsense mutation. The disorder can lead to inactivation (i.e., loss of function) or loss of an allele.

[00336] Гомозиготные и гемизиготные генетические модификации имеют преимущество, так как в случае применения генетически модифицированных клеток, содержащих эти мутации, для получения генетически модифицированных животных, как обсуждается ниже, процесс получения генетически модифицированных животных, которые являются негетерозиготными (т.е. гомозиготными или гемизиготными) в отношении предполагаемой направленной генетической модификации, является более эффективным и менее времязатратным, так как требуется меньшее количество этапов разведения. Направленные генетические модификации, приводящие к компаунд-гетер озиготности или гемизиготности (т.е. вставке в одном аллеле и инактивации, нарушению или потере другого аллеля), могут иметь преимущество по той же причине.[00336] Homozygous and hemizygous genetic modifications are advantageous because when genetically modified cells containing these mutations are used to produce genetically modified animals, as discussed below, the process of producing genetically modified animals that are non-heterozygous (i.e., homozygous or hemizygous) for the intended targeted genetic modification is more efficient and less time consuming as fewer breeding steps are required. Targeted genetic modifications leading to compound heterozygosity or hemizygosity (i.e., insertion in one allele and inactivation, disruption, or loss of another allele) may be advantageous for the same reason.

[00337] В любом из различных вышеописанных способов модификации геномного локуса при помощи нуклеазного агента также можно использовать различные типы клеток. В конкретных вариантах реализации изобретения клетка является эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, человеческой индуцированной плюрипотентной клеткой (иПС), клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, фибробластом, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, мышиной клеткой, клеткой хомяка или клеткой СНО.[00337] In any of the various methods described above for modifying a genomic locus with a nuclease agent, various cell types can also be used. In specific embodiments of the invention, the cell is a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a human pluripotent cell, a human ES cell, a human adult stem cell, a human progenitor cell with limited development, induced human iPS), mammalian cell, human cell, fibroblast, rodent cell, non-rat rodent cell, mouse cell, hamster cell, or CHO cell.

[00338] Предложены композиции, которые включают применение генетически модифицированного отличного от человека животного, имеющего генетическую модификацию в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма или в локусе АроЕ. Различные предложенные в данном документе способы и композиции позволяют передавать эти модифицированные локусы через зародышевую линию.[00338] Compositions are provided that include the use of a genetically modified non-human animal having a genetic modification at the interleukin-2 gamma receptor locus or at the ApoE locus. Various methods and compositions provided herein allow these modified loci to be transmitted across the germline.

[00339] В конкретных вариантах реализации изобретения генетически модифицированное отличное от человека животное или генетически модифицированная плюрипотентная или неплюрипотентная клетка содержит геномный локус, содержащий направленную генетическую модификацию в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма или содержащий направленную генетическую модификацию в локусе АроЕ, при этом геномный локус рецептора интерлейкина-2 гамма или локус АроЕ содержит: (i) удаление по меньшей мере части локуса рецептора интерлейкина-2 гамма или по меньшей мере части локуса АроЕ; (ii) вставку гетерологичной нуклеотидной последовательности в локус АроЕ или в локус рецептора интерлейкина-2 гамма; или (iii) их комбинацию, при этом генетически модифицированный геномный локус может передаваться через зародышевую линию.[00339] In certain embodiments, the genetically modified non-human animal or genetically modified pluripotent or non-pluripotent cell comprises a genomic locus containing a targeted genetic modification at an interleukin-2 gamma receptor locus or containing a targeted genetic modification at an ApoE locus, wherein the genomic locus of the receptor an interleukin-2 gamma or ApoE locus comprises: (i) removing at least a portion of the IL-2 gamma receptor locus or at least a portion of the ApoE locus; (ii) insertion of a heterologous nucleotide sequence at the ApoE locus or at the interleukin-2 gamma receptor locus; or (iii) a combination thereof, wherein the genetically modified genomic locus can be transmitted through the germ line.

[00340] Дополнительно предложены способы, которые позволяют получать таких генетически модифицированных отличных от человека животных или такие генетически модифицированные плюрипотентные клетки. Такие способы включают способ модификации геномного локуса АроЕ или локуса рецептора интерлейкина-2 гамма в плюрипотентной клетке посредством направленной генетической модификации. Указанный способ включает (а) внесение в плюрипотентную клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии в локус АроЕ и 3' плечом гомологии в локус АроЕ, (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе АроЕ, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию.[00340] In addition, methods are provided that allow the production of such genetically modified non-human animals or such genetically modified pluripotent cells. Such methods include a method of modifying a genomic ApoE locus or an interleukin-2 gamma receptor locus in a pluripotent cell through targeted genetic modification. The method comprises (a) introducing into a pluripotent cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm at the ApoE locus and a 3' homology arm at the ApoE locus, (b) identifying a genetically modified pluripotent cell containing a targeted genetic modification in the ApoE locus genomic locus ApoE, while targeted genetic modification can be transmitted through the germ line.

[00341] Дополнительные способы включают (а) внесение в плюрипотентную клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии в локус рецептора интерлейкина-2 гамма и 3' плечом гомологии в локус рецептора интерлейкина-2 гамма, (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию.[00341] Additional methods include (a) introducing into a pluripotent cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'arm of homology at the IL-2 gamma receptor locus and a 3' arm of homology at the IL-2 gamma receptor locus, (b) genetic identification a modified pluripotent cell containing a targeted genetic modification at the locus of the interleukin-2 gamma receptor, while the targeted genetic modification can be transmitted through the germ line.

iii. Способы интеграции множественных представляющих интерес полинуклеотидов в целевой локусiii. Methods for Integrating Multiple Polynucleotides of Interest into a Target Locus

[00342] Различные предложенные в данном документе способы и композиции позволяют осуществлять направленную интеграцию множественных представляющих интерес полинуклеотидов в заданный целевой локус. Можно осуществлять последовательный повтор различных приведенных выше способов, чтобы обеспечить направленную интеграцию любого количества нуклеотидных вставок в заданный целевой локус. Таким образом, различные способы предусматривают вставку по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 или более нуклеиновых кислот в целевой локус. В конкретных вариантах реализации изобретения такие способы последовательных изменений позволяют реконструировать крупные геномные области из эукариотической клетки, например, некрысиной эукариотической клетки, клетки млекопитающего (т.е. человека, не человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши, обезьяны, крысы, хомяка, домашнего млекопитающего или сельскохозяйственного животного) в целевом локусе. В таких случаях перенос и реконструкция геномных областей, которые содержат как кодирующие, так и некодирующие области, позволяют сохранить сложность заданной области путем по меньшей мере частичного сохранения кодирующих областей, некодирующих областей и вариаций числа копий, присущих нативной геномной области. Таким образом, в различных способах предложены, например, способы получения «гетерологичных» или «экзогенных» геномных областей в любой эукариотической клетке, любой некрысиной эукариотической клетке, любой клетке млекопитающего или представляющего интерес животного, в частности, в прокариотической клетке-хозяине или в неплюрипотентной клетке, плюрипотентной клетке или ЭС клетке. В одном неограничивающем примере получают «гуманизированную» геномную область в отличном от человека животном (т.е. в крысе). В данном документе предложены способы получения геномных областей в любой клетке. В конкретных вариантах реализации изобретения клетка является эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, плюрипотентной клеткой, неплюрипотентной клеткой, нечеловеческой плюрипотентной клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, человеческой индуцированной плюрипотентной клеткой (иПС), клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, фибробластом, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, мышиной клеткой, клеткой хомяка или клеткой СНО.[00342] Various methods and compositions provided herein enable the targeted integration of multiple polynucleotides of interest into a given target locus. You can perform sequential repetition of the various methods described above to provide targeted integration of any number of nucleotide inserts into a given target locus. Thus, various methods involve inserting at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, or more nucleic acids at the target locus. In specific embodiments, such sequencing methods allow the reconstruction of large genomic regions from a eukaryotic cell, for example, a non-rat eukaryotic cell, a mammalian (i.e., human, non-human, non-rat rodent, mouse, monkey, rat, hamster , domestic mammal or farm animal) at the target locus. In such cases, the transfer and reconstruction of genomic regions, which contain both coding and non-coding regions, allows the complexity of a given region to be preserved by at least partially retaining the coding regions, non-coding regions and copy number variations inherent in the native genomic region. Thus, various methods provide, for example, methods of obtaining "heterologous" or "exogenous" genomic regions in any eukaryotic cell, any non-rat eukaryotic cell, any mammalian cell or animal of interest, in particular, in a prokaryotic host cell or in a non-pluripotent cell, pluripotent cell or ES cell. In one non-limiting example, a "humanized" genomic region is obtained in a non-human animal (ie, a rat). This document provides methods for obtaining genomic regions in any cell. In specific embodiments of the invention, the cell is a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a human pluripotent cell, a human ES cell, a human adult stem cell, a human progenitor cell with limited development, induced human iPS), mammalian cell, human cell, fibroblast, rodent cell, non-rat rodent cell, mouse cell, hamster cell, or CHO cell.

3. Гуманизированный геномный локус3. Humanized genomic locus

[00343] В данном документе предложены различные способы и композиции, включающие применение гуманизированного геномного локуса. В контексте данного документа под «гуманизированным» геномным локусом подразумевается область нечеловеческого генома, содержащая по меньшей мере одну человеческую нуклеотидную последовательность. Гуманизированный геномный локус может содержать область ДНК из любого организма, в которую вставлена человеческая последовательность ДНК. В конкретных вариантах реализации изобретения организм является эукариотом, отличным от крысы эукариотом, отличным от человека млекопитающим, млекопитающим, человеком, грызуном, отличным от крысы грызуном, крысой, мышью или хомяком. Например, «гуманизированный крысиный локус» содержит область крысиной ДНК, в которую вставлена человеческая последовательность ДНК.[00343] Provided herein are various methods and compositions involving the use of a humanized genomic locus. In the context of this document, a "humanized" genomic locus means a region of the non-human genome containing at least one human nucleotide sequence. A humanized genomic locus may contain a region of DNA from any organism into which a human DNA sequence has been inserted. In certain embodiments, the organism is a eukaryote, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a mammal, a human, a rodent, a non-rat, a rat, a mouse, or a hamster. For example, a "humanized rat locus" contains a region of rat DNA into which a human DNA sequence has been inserted.

[00344] Человеческая последовательность ДНК может быть человеческой последовательностью ДНК природного происхождения или может быть модифицирована относительно нативной формы. В конкретных вариантах реализации изобретения человеческая последовательность ДНК обладает по меньшей мере 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% или 99% идентичности последовательностей с нативной человеческой последовательностью. Если человеческая последовательность не является нативной человеческой последовательностью, она обладает большей идентичностью последовательностей с нативной человеческой последовательностью, чем с ортологичной нечеловеческой последовательностью. Кроме того, человеческая последовательность ДНК может содержать кДНК, область человеческой геномной ДНК, некодирующую регуляторную область или любую часть кодирующей, геномной или регуляторной области человеческой ДНК. Человеческая последовательность ДНК, вставленная в нечеловеческий локус, может содержать любую из полинуклеотидных вставок, как описано в другом месте данного документа. В конкретных вариантах реализации изобретения человеческая последовательность ДНК является ортологичной нечеловеческому целевому локусу, в то время как в других случаях человеческая последовательность ДНК является гомологичной нечеловеческому целевому локусу.[00344] The human DNA sequence may be a naturally occurring human DNA sequence, or may be modified from its native form. In specific embodiments of the invention, the human DNA sequence has at least 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, or 99% sequence identity with the native human sequence. ... If a human sequence is not a native human sequence, it has greater sequence identity with a native human sequence than with an orthologous non-human sequence. In addition, the human DNA sequence may contain cDNA, a region of human genomic DNA, a non-coding regulatory region, or any portion of a coding, genomic, or regulatory region of human DNA. A human DNA sequence inserted at a non-human locus can contain any of the polynucleotide inserts as described elsewhere in this document. In certain embodiments, the human DNA sequence is orthologous to the non-human target locus, while in other instances, the human DNA sequence is homologous to the non-human target locus.

[00345] В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация представляет собой вставку или замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью. В одном варианте реализации изобретения направленная генетическая модификация включает вставку или замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью в эндогенном локусе, который содержит соответствующую нечеловеческую нуклеотидную последовательность.[00345] In one embodiment, the targeted genetic modification is the insertion or replacement of an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence. In one embodiment, targeted genetic modification comprises the insertion or substitution of an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence at an endogenous locus that contains the corresponding non-human nucleotide sequence.

[00346] Способы получения гуманизированного локуса включают внесение в целевой локус, содержащий нуклеиновую кислоту, человеческой нуклеотидной последовательности. В одном варианте реализации изобретения предложен способ получения гуманизированного отличного от человека животного. Такой способ включает (а) модификацию генома нечеловеческой плюрипотентной клетки или неплюрипотентной клетки направляющим вектором, содержащим нуклеотидную вставку, которая содержит человеческую нуклеотидную последовательность, для формирования донорной клетки; (b) внесение донорной клетки в эмбрион-хозяина; и (с) вынашивание эмбриона-хозяина суррогатной матерью; при этом суррогатная мать производит потомство, которое содержит человеческую нуклеотидную последовательность. В конкретных вариантах реализации изобретения гуманизированный локус может передаваться через зародышевую линию. В дополнительном варианте реализации изобретения направляющий вектор включает крупный направляющий вектор (LTVEC), а нуклеотидная вставка, которая содержит человеческую нуклеотидную последовательность, составляет по меньшей мере 5 т.п.о.[00346] Methods for producing a humanized locus include introducing a human nucleotide sequence into the target locus containing the nucleic acid. In one embodiment, the invention provides a method for producing a humanized non-human animal. Such a method includes (a) modifying the genome of a non-human pluripotent cell or non-pluripotent cell with a targeting vector containing a nucleotide insert that contains a human nucleotide sequence to form a donor cell; (b) introducing a donor cell into a host embryo; and (c) bearing the host embryo by a surrogate mother; while the surrogate mother produces offspring that contain the human nucleotide sequence. In specific embodiments of the invention, the humanized locus can be transmitted through the germ line. In an additional embodiment, the targeting vector comprises a large targeting vector (LTVEC) and the nucleotide insert that contains the human nucleotide sequence is at least 5 kb.

[00347] В других способах гуманизированный геномный локус получают путем модификации целевого локуса нуклеиновой кислоты посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР). Указанный способ включает внесение в прокариотическую клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом нуклеотидная вставка содержит человеческую нуклеотидную последовательность, а прокариотическая клетка содержит нуклеиновую кислоту, которая способна экспрессировать рекомбиназу, которая опосредует БГР в целевом локусе.[00347] In other methods, a humanized genomic locus is obtained by modifying a target nucleic acid locus through bacterial homologous recombination (BHR). This method involves introducing into a prokaryotic cell a targeting vector containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the nucleotide insert contains a human nucleotide sequence, and the prokaryotic cell contains a nucleic acid that is capable of expressing recombinase that mediates BHR in target locus.

[00348] Гуманизированный геномный локус может содержать (а) вставку гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательности; (b) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью; или (с) комбинацию вышеперечисленного. В конкретных вариантах реализации изобретения гуманизированный геномный локус может передаваться через зародышевую линию. В других вариантах реализации изобретения человеческая ортологичная последовательность замещает соответствующую последовательность, находящуюся в нечеловеческом локусе.[00348] The humanized genomic locus may contain (a) an insert of a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (b) replacement of an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence; or (c) a combination of the above. In specific embodiments of the invention, a humanized genomic locus can be transmitted via the germline. In other embodiments, a human orthologous sequence replaces a corresponding sequence at a non-human locus.

[00349] В предложенных в данном документе способах и композициях можно применять любую человеческую нуклеотидную последовательность. Неограничивающие примеры человеческих нуклеотидных последовательностей, которые можно применять в способах и композициях, подробно обсуждаются в другом месте данного документа.[00349] Any human nucleotide sequence can be used in the methods and compositions provided herein. Non-limiting examples of human nucleotide sequences that can be used in methods and compositions are discussed in detail elsewhere in this document.

[00350] Человеческая нуклеотидная последовательность, предназначенная для вставки в представляющий интерес локус, может быть любого размера. В одном варианте реализации изобретения человеческая нуклеотидная последовательность может составлять от около 500 нуклеотидов до около 200 т.п.о., от около 500 нуклеотидов до около 5 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о. или от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о. В конкретном варианте реализации изобретения человеческая нуклеотидная последовательность составляет по меньшей мере 5 т.п.о.[00350] The human nucleotide sequence to be inserted at the locus of interest can be of any size. In one embodiment, the human nucleotide sequence can be from about 500 nucleotides to about 200 kb, from about 500 nucleotides to about 5 kb, from about 5 kb. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. up to about 190 kbp or from about 190 kbp. up to about 200 kbp In a specific embodiment, the human nucleotide sequence is at least 5 kb.

[00351] В одном варианте реализации изобретения предложен геномный локус, в котором гомологичная или ортологичная человеческая нуклеотидная последовательность содержит (а) один или более неперестроенных генных сегментов VH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, один или более неперестроенных генных сегментов D тяжелой цепи иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов JH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи млекопитающего; (b) перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи млекопитающего; (с) один или более неперестроенных генных сегментов Vκ или Vλ иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов Jκ или Jλ иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего; или (d) перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего.[00351] In one embodiment, the invention provides a genomic locus in which a homologous or orthologous human nucleotide sequence comprises (a) one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain V H gene segments, one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain D gene segments, and one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain J H gene segments that are operably linked to the nucleotide sequence of a mammalian heavy chain constant region; (b) rearranged nucleotide sequence of the variable region of the heavy chain of a human immunoglobulin, operably linked to the nucleotide sequence of the constant region of the heavy chain of a mammal; (c) one or more non-rearranged human immunoglobulin Vκ or Vλ gene segments and one or more non-rearranged human immunoglobulin Jκ or J λ gene segments, which are operably linked to the nucleotide sequence of the constant λ region or to the light chain of mammalian immunoglobulin; or (d) a rearranged λ variable region or human immunoglobulin light chain nucleotide sequence operably linked to a λ constant region nucleotide sequence or a mammalian immunoglobulin light chain.

[00352] В другом варианте реализации изобретения предложен геномный локус, в котором (а) нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи млекопитающего представляет собой нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию; или (b) нуклеотидная последовательность константной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего представляет собой нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию.[00352] In another embodiment, the invention provides a genomic locus wherein (a) the mammalian heavy chain constant region nucleotide sequence is a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof; or (b) the nucleotide sequence of the λ constant region or the light chain of the mammalian immunoglobulin is a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof.

[00353] В конкретном варианте реализации изобретения предложен геномный локус, в котором нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина выбрана из или содержит СН1, шарнирную область, СН2, СН3 и/или их комбинацию.[00353] In a particular embodiment, the invention provides a genomic locus in which the immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence is selected from or comprises CH1, a hinge region, CH2, CH3, and / or a combination thereof.

[00354] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит один или более функциональных человеческих генных сегментов VH, включая VH1-2, VH1-3, VH1-8, VH1-18, VH1-24, VH1-45, VH1-46, VH1-58, VH1-69, VH2-5, VH2-26, VH2-70, VH3-7, VH3-9, VH3-1 1, VH3-13, VH3-15, VH3-16, VH3-20, VH3-21, VH3-23, VH3-30, VH3-30-3, VH 3-30-5, VH3-33, VH3-35, VH3-38, VH3-43, VH3-48, VH3-49, VH3-53, VH3-64, VH3-66, VH3-72, VH3-73, VH3-74, VH4-4, VH4-28, VH4-30-1, VH4-30-2, VH4-30-4, VH4-31, VH4-34, VH4-39, VH4-59, VH4-61, VH5-51, VH6-1, VH7-4-1, VH7-81 или их комбинацию.[00354] In one embodiment, the genomic locus comprises one or more functional human V H gene segments, including V H 1-2, V H 1-3, V H 1-8, V H 1-18, V H 1- 24, V H 1-45, V H 1-46, V H 1-58, V H 1-69, V H 2-5, V H 2-26, V H 2-70, V H 3-7, V H 3-9, V H 3-1 1, V H 3-13, V H 3-15, V H 3-16, V H 3-20, V H 3-21, V H 3-23, V H 3-30, V H 3-30-3, V H 3-30-5, V H 3-33, V H 3-35, V H 3-38, V H 3-43, V H 3-48 , V H 3-49, V H 3-53, V H 3-64, V H 3-66, V H 3-72, V H 3-73, V H 3-74, V H 4-4, V H 4-28, V H 4-30-1, V H 4-30-2, V H 4-30-4, V H 4-31, V H 4-34, V H 4-39, V H 4 -59, V H 4-61, V H 5-51, V H 6-1, V H 7-4-1, V H 7-81, or a combination thereof.

[00355] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит один или более функциональных человеческих генных сегментов D, включая D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2-15, D2-21, D3-3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5, D5-18, D5-24, D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27 или их комбинацию.[00355] In one embodiment, a genomic locus comprises one or more functional human D gene segments, including D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2 -15, D2-21, D3-3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5 , D5-18, D5-24, D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27, or a combination thereof.

[00356] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит один или более функциональных человеческих генных сегментов JH, включая JH1, JH2, JH3, JH4, JH5, JH6 и/или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит один или более человеческих генных сегментов Vκ, включая Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ 7-3, Vκ 2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8, Vκ1-9, Vκ2-10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6-21, Vκ1-22, Vκ-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33, Vκ3-34, Vκ1-35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40 или их комбинацию.[00356] In one embodiment, a genomic locus comprises one or more functional human J H gene segments, including J H 1, J H 2, J H 3, J H 4, J H 5, J H 6, and / or a combination thereof ... In one embodiment, the nucleotide insert contains one or more human Vκ gene segments, including Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ 7-3, Vκ 2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8 , Vκ1-9, Vκ2-10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6 -21, Vκ1-22, Vκ-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33 , Vκ3-34, Vκ1-35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40, or a combination thereof.

[00357] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит один или более человеческих генных сегментов Vκ, включая Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Vλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2-14, Vλ-16, Vλ2-18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27 или их комбинацию.[00357] In one embodiment, the genomic locus contains one or more human Vκ gene segments, including Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Vλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2- 14, Vλ-16, Vλ2-18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27, or a combination thereof.

[00358] В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит один или более человеческих генных сегментов Jκ, включая Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5 или их комбинацию.[00358] In one embodiment, the genomic locus comprises one or more human Jκ gene segments, including Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5, or a combination thereof.

[00359] В другом варианте реализации изобретения предложен геномный локус, содержащий гуманизированный геномный локус, содержащий нуклеотидную последовательность человеческого рецептора интерлейкина-2 (IL2R) или ее вариант или фрагмент. В конкретных вариантах реализации изобретения нуклеотидная последовательность IL2R включает нуклеотидную последовательность рецептора интерлейкина-2 альфа, рецептора интерлейкина-2 бета или рецептора интерлейкина-2 гамма, или их варианты или фрагменты.[00359] In another embodiment, the invention provides a genomic locus comprising a humanized genomic locus containing the nucleotide sequence of a human interleukin-2 receptor (IL2R) or a variant or fragment thereof. In specific embodiments of the invention, the IL2R nucleotide sequence includes the nucleotide sequence of an interleukin-2 alpha receptor, an interleukin-2 beta receptor, or an interleukin-2 gamma receptor, or variants or fragments thereof.

[00360] В дополнительных вариантах реализации изобретения геномный локус содержит гуманизированный геномный локус, состоящий из части локуса человеческого АроЕ, локуса человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса человеческого Rag2, локуса человеческого Rag1 и/или локуса человеческого Rag2/Rag1, замещающую соответствующую гомологичную или ортологичную часть локуса нечеловеческого ApoE, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1. В одном варианте реализации изобретения эктодомен нечеловеческого IL-2Rg замещен эктодоменом человеческого IL-2Rg, а остаток молекулы принадлежит отличному от человека животному.[00360] In additional embodiments, the genomic locus comprises a humanized genomic locus consisting of a portion of the human ApoE locus, the human interleukin-2 gamma receptor locus, the human Rag2 locus, the human Rag1 locus, and / or the human Rag2 / Rag1 locus replacing the corresponding homologous or the orthologous portion of the non-human ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus. In one embodiment, the non-human IL-2Rg ectodomain is replaced by the human IL-2Rg ectodomain and the remainder of the molecule is from a non-human animal.

[00361] В другом варианте реализации изобретения предложено генетически модифицированное отличное от человека животное, содержащее гуманизированный геномный локус. Такие генетически модифицированные отличные от человека животные содержат (а) вставку гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательности; (b) замещение нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью в эндогенном геномном локусе; или (с) комбинацию вышеперечисленного, при этом гуманизированный геномный локус может передаваться через зародышевую линию.[00361] In another embodiment, the invention provides a genetically modified non-human animal comprising a humanized genomic locus. Such genetically modified non-human animals comprise (a) an insert of a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (b) substitution of a nucleotide sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence at an endogenous genomic locus; or (c) a combination of the above, wherein the humanized genomic locus can be germ-line transmitted.

[00362] Также предложены генетически модифицированные животные, включая отличных от человека животных, содержащие любые из различных предложенных в данном документе и описанных выше гуманизированных геномных локусов.[00362] Also provided are genetically modified animals, including non-human animals, containing any of the various humanized genomic loci provided herein and described above.

4. Представляющие интерес полинуклеотиды4. Polynucleotides of interest

[00363] В различных нуклеотидных вставках может находиться любой представляющий интерес полинуклеотид и, следовательно, интегрироваться в целевой локус. В раскрытых в данном документе способах предложено по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6 или более представляющих интерес полинуклеотидов для интеграции в целевой геномный локус.[00363] Any polynucleotide of interest can be present in the various nucleotide inserts and therefore integrate into the target locus. The methods disclosed herein provide at least 1, 2, 3, 4, 5, 6 or more polynucleotides of interest for integration into a target genomic locus.

[00364] Интеграция представляющего интерес полинуклеотида, находящегося в нуклеотидной вставке, в целевой геномный локус может вносить одну или более генетических модификаций в клетку. Генетическая модификация может включать удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и/или добавление экзогенного или гетерологичного, или ортологичного полинуклеотида в целевом геномном локусе. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает замещение эндогенной нуклеотидной последовательности представляющим интерес экзогенным полинуклеотидом в целевом геномном локусе. Таким образом, предложенные в данном документе способы позволяют получить генетическую модификацию, включающую выключение, удаление, вставку, замещение («нокин»), точечную мутацию, замену домена, замену экзона, замену интрона, замену регуляторной последовательности, замену гена или их комбинацию. Такие модификации могут возникать после интеграции первой, второй, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой или любой последующей нуклеотидной вставки в целевой геномный локус.[00364] Integration of a polynucleotide of interest located in a nucleotide insert into a target genomic locus can introduce one or more genetic modifications into a cell. Genetic modification can include the removal of an endogenous nucleotide sequence and / or the addition of an exogenous or heterologous or orthologous polynucleotide at the target genomic locus. In one embodiment, the genetic modification comprises replacing an endogenous nucleotide sequence with an exogenous polynucleotide of interest at a target genomic locus. Thus, the methods provided herein provide a genetic modification including knockout, deletion, insertion, substitution ("knockin"), point mutation, domain change, exon change, intron change, regulatory sequence change, gene change, or a combination thereof. Such modifications can occur after the integration of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or any subsequent nucleotide insertion into the target genomic locus.

[00365] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может содержать последовательность, которая является нативной по отношению к клетке, в которую его вносят; представляющий интерес полинуклеотид может быть гетерологичным по отношению к клетке, в которую его вносят; представляющий интерес полинуклеотид может быть экзогенным по отношению к клетке, в которую его вносят, представляющий интерес полинуклеотид может быть ортологичным по отношению к клетке, в которую его вносят; или представляющий интерес полинуклеотид может быть получен от другого вида, чем клетка, в которую его вносят. В контексте данного документа выражение «нативный», употребляемое в отношении последовательности, вставленной в целевой локус, означает последовательность, которая является нативной для клетки, содержащей целевой локус, или нативной для клетки, из которой был получен целевой локус (т.е. из клетки крысы). В контексте данного документа выражение «гетерологичный», употребляемое в отношении последовательности, включает последовательность, которая принадлежит чужеродному виду, или, если она принадлежит тому же виду, она существенно отличается или модифицирована по сравнению со своей нативной формой в композиции и/или геномном локусе вследствие преднамеренного вмешательства человека. В контексте данного документа выражение «экзогенный», употребляемое в отношении последовательности, относится к последовательности, которая принадлежит чужеродному виду. Представляющий интерес полинуклеотид может принадлежать любому представляющему интерес организму, включая, но не ограничиваясь этим, отличное от человека животное, грызуна, отличного от крысы грызуна, хомяка, мышь, крысу, человека, обезьяну, сельскохозяйственное млекопитающее или несельскохозяйственное млекопитающее. Представляющий интерес полинуклеотид может дополнительно содержать кодирующую область, некодирующую область, регуляторную область или геномную ДНК. Таким образом, 1-ая, 2-ая, 3-я, 4-ая, 5-ая, 6-ая, 7-ая и/или любая из последующих нуклеиновых кислот может содержать такие последовательности.[00365] The polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, may contain a sequence that is native to the cell into which it is introduced; the polynucleotide of interest may be heterologous with respect to the cell into which it is introduced; the polynucleotide of interest may be exogenous to the cell into which it is introduced; the polynucleotide of interest may be orthologous to the cell into which it is introduced; or the polynucleotide of interest can be obtained from a species other than the cell into which it is introduced. In the context of this document, the expression "native" as used in relation to a sequence inserted at a target locus means a sequence that is native to the cell containing the target locus, or native to the cell from which the target locus was derived (i.e., from a cell rats). In the context of this document, the expression "heterologous" used in relation to a sequence includes a sequence that belongs to a foreign species, or, if it belongs to the same species, it is significantly different or modified from its native form in the composition and / or genomic locus due to deliberate human intervention. In the context of this document, the expression "exogenous", as used in relation to a sequence, refers to a sequence that belongs to an alien species. The polynucleotide of interest can be from any organism of interest, including, but not limited to, a non-human animal, a rodent, a non-rat rodent, a hamster, a mouse, a rat, a human, a monkey, an agricultural mammal, or a non-agricultural mammal. The polynucleotide of interest may further comprise a coding region, a non-coding region, a regulatory region, or genomic DNA. Thus, the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th and / or any of the subsequent nucleic acids may contain such sequences.

[00366] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, является нативным для нуклеотидной последовательности мыши, человеческой нуклеиновой кислоты, нечеловеческой нуклеиновой кислоты, нуклеиновой кислоты эукариота, нуклеиновой кислоты отличного от крысы эукариота, нуклеиновой кислоты отличного от человека млекопитающего, нуклеиновой кислоты млекопитающего, нуклеиновой кислоты грызуна, нуклеиновой кислоты отличного от крысы грызуна, нуклеиновой кислоты крысы, нуклеиновой кислоты обезьяны, нуклеиновой кислоты сельскохозяйственного млекопитающего или нуклеиновой кислоты несельскохозяйственного млекопитающего. В дополнительных вариантах реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, интегрированный в целевой локус, является фрагментом геномной нуклеиновой кислоты. В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеиновая кислота представляет собой геномную нуклеиновую кислоту мыши, человеческую геномную нуклеиновую кислоту, нечеловеческую нуклеиновую кислоту, нуклеиновую кислоту эукариота, нуклеиновую кислоту отличного от крысы эукариота, нуклеиновую кислоту отличного от человека млекопитающего, нуклеиновую кислоту млекопитающего, нуклеиновую кислоту грызуна, нуклеиновую кислоту отличного от крысы грызуна, нуклеиновую кислоту крысы, нуклеиновую кислоту обезьяны, нуклеиновую кислоту сельскохозяйственного млекопитающего или нуклеиновую кислоту несельскохозяйственного млекопитающего или их комбинации.[00366] In one embodiment, the polynucleotide of interest present in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus is native to a mouse nucleotide sequence, human nucleic acid, non-human nucleic acid, eukaryotic nucleic acid, non-rat eukaryotic nucleic acid, a non-human mammalian nucleic acid, a mammalian nucleic acid, a rodent nucleic acid, a non-rat rodent nucleic acid, a rat nucleic acid, a monkey nucleic acid, an agricultural mammal nucleic acid, or a non-agricultural mammal nucleic acid. In additional embodiments, the polynucleotide of interest integrated into the target locus is a genomic nucleic acid fragment. In one embodiment, the genomic nucleic acid is mouse genomic nucleic acid, human genomic nucleic acid, non-human nucleic acid, eukaryotic nucleic acid, non-rat eukaryotic nucleic acid, non-human mammalian nucleic acid, mammalian nucleic acid, nucleic acid, rodent a non-rat rodent nucleic acid, a rat nucleic acid, a monkey nucleic acid, an agricultural mammalian nucleic acid, or a non-agricultural mammal nucleic acid, or combinations thereof.

[00367] В одном варианте реализации изобретения длина представляющего интерес полинуклеотида находится в диапазоне от около 500 нуклеотидов до около 200 т.п.о., как описано выше. Представляющий интерес полинуклеотид может составлять от около 500 нуклеотидов до около 5 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о., от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о., от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о., от около 130 т.п.о. до около 140 т.п.о., отоколо 140 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о., от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о., от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о., от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о. или отоколо 190 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00367] In one embodiment, the length of the polynucleotide of interest ranges from about 500 nucleotides to about 200 kb, as described above. The polynucleotide of interest can be from about 500 nucleotides to about 5 kb, from about 5 kb. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. up to about 30 kbp, from about 30 kbp. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 50 kbp, from about 60 kbp. to about 70 kbp, from about 80 kbp. to about 90 kbp, from about 90 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 110 kbp, from about 120 kbp. to about 130 kbp, from about 130 kbp. up to about 140 kbp, from about 140 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 160 kbp, from about 160 kbp. to about 170 kbp, from about 170 kbp. to about 180 kbp, from about 180 kbp. up to about 190 kbp or about 190 kbp. to about 200 kbp, from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00368] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой геномный локус, может кодировать полипептид, может кодировать миРНК или может содержать любые представляющие интерес регуляторные области или некодирующие области, включая, например, регуляторную последовательность, промоторную последовательность, энхансерную последовательность, транскрипционную репрессорсвязывающую последовательность или удаление не кодирующей белок последовательности, но не содержит удаление кодирующей белок последовательности. Кроме того, представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой геномный локус, может кодировать белок, экспрессируемый в нервной системе, костной системе, пищеварительной системе, системе кровообращения, мышечной системе, дыхательной системе, сердечнососудистой системе, лимфатической системе, эндокринной системе, мочевыделительной системе, репродуктивной системе или их комбинации. В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой геномный локус, кодирует белок, экспрессируемый в костном мозге или клетке костного мозга. В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой локус, кодирует белок, экспрессируемый в клетке селезенки. В дополнительных вариантах реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой локус, кодирует белок, экспрессируемый в В-клетке, кодирует белок, экспрессируемый в незрелой В-клетке или кодирует белок, экспрессируемый в зрелой В-клетке.[00368] A polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or inserted into a target genomic locus, may encode a polypeptide, may encode siRNA, or may contain any regulatory regions of interest or non-coding regions, including, for example, a regulatory sequence, a promoter sequence, an enhancer sequence, transcriptional repressor-binding sequence, or deletion of a non-protein-coding sequence, but does not contain a deletion of the protein-coding sequence. In addition, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or inserted into the target genomic locus, can encode a protein expressed in the nervous system, skeletal system, digestive system, circulatory system, muscular system, respiratory system, cardiovascular system, lymphatic system, endocrine system, urinary system, reproductive system, or a combination thereof. In one embodiment, the polynucleotide of interest, present in the nucleotide insert and / or inserted at the target genomic locus, encodes a protein expressed in bone marrow or a bone marrow cell. In one embodiment, the polynucleotide of interest, present in the nucleotide insert and / or inserted at the target locus, encodes a protein expressed in a spleen cell. In additional embodiments, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or inserted at the target locus, encodes a protein expressed in a B cell, encodes a protein expressed in an immature B cell, or encodes a protein expressed in a mature B cell.

[00369] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в полинуклеотидной вставке, может содержать часть локуса АроЕ, локуса Il2rg, локуса Rag1, локуса Rag2 и/или локуса Rag2/Rag1. Такие части данных локусов обсуждаются в другом месте данного документа, как и различные гомологичные и ортологичные области, принадлежащие любому представляющему интерес организму, которые можно применять.[00369] The polynucleotide of interest within the polynucleotide insert may contain a portion of the ApoE locus, the Il2rg locus, the Rag1 locus, the Rag2 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus. Such portions of these loci are discussed elsewhere in this document, as are various homologous and orthologous regions belonging to any organism of interest that can be used.

[00370] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или вставленный в целевой локус, содержит геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина. Выражения «тяжелая цепь» или «тяжелая цепь иммуноглобулина» описаны в другом месте данного документа.[00370] In one embodiment, the polynucleotide of interest, present in the nucleotide insert and / or inserted at the target locus, contains a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of an immunoglobulin heavy chain variable region. The expressions "heavy chain" or "heavy chain of immunoglobulin" are described elsewhere in this document.

[00371] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, содержит геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина человека.[00371] In one embodiment, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, contains a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain of a human immunoglobulin.

[00372] В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит один или более неперестроенных генных сегментов VH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, один или более неперестроенных генных сегментов D тяжелой цепи иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов JH тяжелой цепи иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит один или более неперестроенных генных сегментов Vκ или Vλ иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов Jκ или Jλ иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области λ или к легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию.[00372] In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain V H gene segments, one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain D gene segments, and one or more non-rearranged human immunoglobulin heavy chain J H gene segments, which are operably linked to the nucleotide sequence of the mammalian heavy chain constant region. In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises a rearranged human immunoglobulin heavy chain variable region nucleotide sequence operably linked to a mammalian heavy chain constant region nucleotide sequence. In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises one or more non-rearranged human immunoglobulin Vκ or Vλ gene segments and one or more non-rearranged human immunoglobulin Jκ or Jλ gene segments that are operably linked to the nucleotide sequence of a λ constant region or a mammalian immunoglobulin light chain. In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises a rearranged λ or human immunoglobulin light chain nucleotide sequence operably linked to a λ constant region or mammalian immunoglobulin light chain nucleotide sequence. In one embodiment, the heavy chain constant region nucleotide sequence comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof. In one embodiment, the immunoglobulin λ or κ light chain constant region nucleotide sequence comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof.

[00373] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи иммуноглобулина выбрана из или содержит СН1, шарнирную область, СН2, СН3 и/или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области тяжелой цепи содержит СН1-шарнирную область-СН2-СН3.[00373] In one embodiment, the nucleotide sequence of an immunoglobulin heavy chain constant region is selected from or comprises CH1, a hinge region, CH2, CH3, and / or a combination thereof. In one embodiment, the heavy chain constant region nucleotide sequence comprises a CH1 hinge region-CH2-CH3.

[00374] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, содержит геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина. Выражение «легкая цепь» включает последовательность легкой цепи иммуноглобулина, принадлежащую любому организму, и описана в другом месте данного документа.[00374] In one embodiment, the polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or integrated into a target locus, contains a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of an immunoglobulin light chain variable region. The expression "light chain" includes an immunoglobulin light chain sequence belonging to any organism and is described elsewhere in this document.

[00375] В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой геномный локус, содержит геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина человека.[00375] In one embodiment, the polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or integrated into a target genomic locus, contains a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of a human immunoglobulin light chain variable region.

[00376] В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит один или более неперестроенных генных сегментов Vκ или Vλ иммуноглобулина человека и один или более неперестроенных генных сегментов Jκ или Jλ иммуноглобулина человека, которые функционально связаны с нуклеотидной последовательностью константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина грызуна. В одном варианте реализации изобретения геномная нуклеотидная последовательность содержит перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина человека, функционально связанную с нуклеотидной последовательностью константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина грызуна. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области легкой цепи включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная последовательность константной области λ или κ легкой цепи иммуноглобулина включает нуклеотидную последовательность константной области крысы, нуклеотидную последовательность константной области человека или их комбинацию.[00376] In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises one or more non-rearranged human immunoglobulin V κ or V λ gene segments and one or more non-rearranged human immunoglobulin J κ or J λ gene segments that are operably linked to the nucleotide sequence of the λ constant region or κ light chain of rodent immunoglobulin. In one embodiment, the genomic nucleotide sequence comprises a rearranged human immunoglobulin λ or κ light chain variable region nucleotide sequence operably linked to a rodent λ or κ light chain constant region nucleotide sequence. In one embodiment, the light chain constant region nucleotide sequence comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof. In one embodiment, the immunoglobulin λ or κ light chain constant region nucleotide sequence comprises a rat constant region nucleotide sequence, a human constant region nucleotide sequence, or a combination thereof.

[00377] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может кодировать внеклеточный белок или лиганд для рецептора. В конкретных вариантах реализации изобретения кодируемый лиганд представляет собой цитокин. Представляющие интерес цитокины включают хемокины, выбранные из или включающие CCL, CXCL, CX3CL и/или XCL. Цитокин также может включать фактор некроза опухоли (TNF). В других вариантах реализации изобретения цитокин представляет собой интерлейкин (IL). В одном варианте реализации изобретения интерлейкин выбран из или включает IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-19, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-24, IL-25, IL-26, IL-27, IL-28, IL-29, IL-30, IL-31, IL-32, IL-33, IL-34, IL-35 и/или IL-36. В одном варианте реализации изобретения интерлейкин представляет собой IL-2. В конкретных вариантах реализации изобретения такие представляющие интерес полинуклеотиды, находящиеся в нуклеотидной вставке и/или интегрированные в целевой геномный локус, получены от человека и, в более конкретных вариантах реализации изобретения, могут содержать человеческую геномную последовательность.[00377] A polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, can encode an extracellular protein or ligand for the receptor. In specific embodiments of the invention, the encoded ligand is a cytokine. Cytokines of interest include chemokines selected from or including CCL, CXCL, CX3CL and / or XCL. The cytokine can also include tumor necrosis factor (TNF). In other embodiments, the cytokine is interleukin (IL). In one embodiment, the interleukin is selected from or includes IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-14, IL-15, IL-16, IL-17, IL-18, IL-19, IL-20, IL-21, IL-22, IL- 23, IL-24, IL-25, IL-26, IL-27, IL-28, IL-29, IL-30, IL-31, IL-32, IL-33, IL-34, IL-35 and / or IL-36. In one embodiment, the interleukin is IL-2. In certain embodiments of the invention, such polynucleotides of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target genomic locus, are obtained from a person and, in more specific embodiments of the invention, may contain a human genomic sequence.

[00378] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой геномный локус, может кодировать аполипопротеин Е (АроЕ).[00378] A polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target genomic locus, can encode apolipoprotein E (ApoE).

[00379] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может кодировать цитоплазматический белок или мембранный белок. В одном варианте реализации изобретения мембранный белок представляет собой рецептор, такой как рецептор цитокинов, рецептор интерлейкинов, рецептор интерлейкина-2 альфа, рецептор интерлейкина-2 бета, рецептор интерлейкина-2 гамма или рецептор тирозинкиназы. В других случаях представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может содержать ортологичную или гомологичную область целевого локуса.[00379] A polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, can encode a cytoplasmic protein or membrane protein. In one embodiment, the membrane protein is a receptor, such as a cytokine receptor, an interleukin receptor, an interleukin-2 alpha receptor, an interleukin-2 beta receptor, an interleukin-2 gamma receptor, or a tyrosine kinase receptor. In other cases, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, may contain an orthologous or homologous region of the target locus.

[00380] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может содержать полинуклеотид, кодирующий по меньшей мере одну область рецептора Т-клеток, включая рецептор Т-клеток альфа. В конкретных способах каждая из нуклеотидных вставок содержит геномную область локуса рецептора Т-клеток (т.е. локуса рецептора Т-клеток альфа) так, что после завершения серийной интеграции часть или весь геномный локус рецептора Т-клеток интегрируется в целевой локус. Такие нуклеотидные вставки могут содержать один или более вариабельных сегментов или соединяющих сегментов локуса рецептора Т-клеток (т.е. локуса рецептора Т-клеток альфа). В дополнительных вариантах реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, кодирующий область рецептора Т-клеток, может быть получен, например, из кодирующего мутантный белок полинуклеотида эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши, крысы, человека, обезьяны, хомяка, сельскохозяйственного млекопитающего или домашнего млекопитающего.[00380] A polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or integrated into a target locus, may comprise a polynucleotide encoding at least one T cell receptor region, including the alpha T cell receptor. In specific methods, each of the nucleotide inserts contains a genomic region of a T cell receptor locus (ie, alpha T cell receptor locus) such that after serial integration is complete, part or all of the genomic T cell receptor locus is integrated into the target locus. Such nucleotide inserts may contain one or more variable segments or connecting segments of a T cell receptor locus (ie, T cell receptor alpha locus). In additional embodiments of the invention, the polynucleotide of interest encoding a T cell receptor region can be obtained, for example, from a polynucleotide encoding a mutant protein, a non-rat eukaryote polynucleotide, a non-human mammal, a non-rat rodent, a mouse, rat, human, monkey, hamster, agricultural mammal, or domestic mammal.

[00381] В других вариантах реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, интегрированный в целевой локус, кодирует ядерный белок. В одном варианте реализации изобретения ядерный белок является ядерным рецептором. В конкретных вариантах реализации изобретения такие представляющие интерес полинуклеотиды, находящиеся в нуклеотидной вставке и/или интегрированные в целевой локус, получены от человека и, в более конкретных вариантах реализации изобретения, могут содержать человеческую геномную последовательность.[00381] In other embodiments, the polynucleotide of interest integrated into the target locus encodes a nuclear protein. In one embodiment, the nuclear protein is a nuclear receptor. In specific embodiments of the invention, such polynucleotides of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, are obtained from a person and, in more specific embodiments of the invention, may contain a human genomic sequence.

[00382] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой геномный локус, может содержать генетическую модификацию в кодирующей последовательности. Такие генетические модификации включают, но не ограничиваются этим, делеционную мутацию кодирующей последовательности или слияние двух кодирующих последовательностей.[00382] The polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target genomic locus, may contain a genetic modification in the coding sequence. Such genetic modifications include, but are not limited to, a deletion mutation of a coding sequence, or a fusion of two coding sequences.

[00383] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, может содержать полинуклеотид, кодирующий мутантный белок, включая, например, человеческий мутантный белок. В одном варианте реализации изобретения мутантный белок характеризуется измененными характеристиками связывания, измененной локализацией, измененной экспрессией и/или измененным профилем экспрессии. В одном варианте реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, содержит по меньшей мере один аллель заболевания, включая, например, аллель неврологического заболевания, аллель сердечнососудистого заболевания, аллель заболевания почек, аллель мышечного заболевания, аллель заболевания крови, аллель гена, приводящего к раку, или аллель заболевания иммунной систему. В таких случаях аллель заболевания может быть доминантным аллелем или аллель заболевания является рецессивным аллелем. Кроме того, аллель заболевания может содержать аллель однонуклеотидного полиморфизма (ОНП). Представляющий интерес полинуклеотид, кодирующий мутантный белок, может быть получен из любого организма, включая, но не ограничиваясь этим, кодирующий мутантный белок полинуклеотид эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши, крысы, человека, хомяка, обезьяны, сельскохозяйственного млекопитающего или домашнего млекопитающего.[00383] A polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or integrated into a target locus, may comprise a polynucleotide encoding a mutant protein, including, for example, a human mutant protein. In one embodiment, the mutant protein has altered binding characteristics, altered localization, altered expression, and / or altered expression profile. In one embodiment, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target locus, contains at least one disease allele, including, for example, a neurological disease allele, a cardiovascular disease allele, a renal disease allele, a muscle disease allele, an allele a blood disease, an allele of a gene that leads to cancer, or an allele of a disease of the immune system. In such cases, the disease allele may be the dominant allele or the disease allele is the recessive allele. In addition, a disease allele may contain a single nucleotide polymorphism (SNP) allele. A polynucleotide of interest encoding a mutant protein can be obtained from any organism, including, but not limited to, a polynucleotide encoding a mutant protein, a polynucleotide, a non-rat eukaryote, a non-human mammal, a non-rat rodent, a mouse, a rat , human, hamster, monkey, farm mammal, or domestic mammal.

[00384] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация приводит к получению мутантной формы белка с измененными характеристиками связывания, измененной локализацией, измененной экспрессией и/или измененным профилем экспрессии.[00384] In one embodiment, genetic modification results in a mutant form of the protein with altered binding characteristics, altered localization, altered expression and / or altered expression profile.

[00385] В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса ApoE, например, локуса крысиного АроЕ, при этом генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению активности АроЕ. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение АроЕ.[00385] In one embodiment, the genetic modification results in the removal, addition, substitution, or combination thereof, of a region of the ApoE locus, eg, the rat ApoE locus, wherein the genetic modification at the ApoE locus results in a decrease in ApoE activity. In one embodiment, the APOE is turned off.

[00386] В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса Rag1, например, локуса крысиного Rag1, при этом генетическая модификация в локусе Rag1 приводит к снижению активности Rag1. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение Rag1. В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса Rag2, например, локуса крысиного Rag2, при этом генетическая модификация в локусе Rag2 приводит к снижению активности Rag2. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение Rag2. В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса Rag1/Rag2, например, локуса крысиного Rag1/Rag2, при этом генетическая модификация в локусе Rag1/Rag2 приводит к снижению активности Rag1 и снижению активности Rag2. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение Rag1/Rag2.[00386] In one embodiment, the genetic modification results in the removal, addition, substitution, or combination thereof, of a region of the Rag1 locus, eg, the rat Rag1 locus, wherein the genetic modification at the Rag1 locus results in decreased Rag1 activity. In one embodiment, Rag1 is turned off. In one embodiment, the genetic modification results in the removal, addition, substitution, or combination thereof, of a region of the Rag2 locus, for example, the rat Rag2 locus, wherein the genetic modification at the Rag2 locus results in decreased Rag2 activity. In one embodiment, the Rag2 is turned off. In one embodiment of the invention, the genetic modification results in the removal, addition, substitution, or combination thereof, of a region of the Rag1 / Rag2 locus, for example, the rat Rag1 / Rag2 locus, wherein genetic modification at the Rag1 / Rag2 locus results in a decrease in Rag1 activity and a decrease in Rag2 activity. In one embodiment, Rag1 / Rag2 is turned off.

[00387] В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, например, локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма, при этом генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма приводит к снижению активности рецептора интерлейкина-2 гамма. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение рецептора интерлейкина-2 гамма.[00387] In one embodiment of the invention, the result of genetic modification is the removal, addition, substitution, or combination thereof, of the region of the IL-2 gamma receptor locus, for example, the rat IL-2 gamma receptor locus, wherein the genetic modification at the IL-2 gamma receptor locus results in to reduce the activity of the receptor for interleukin-2 gamma. In one embodiment, the interleukin-2 gamma receptor is turned off.

[00388] Как обсуждается в другом месте данного документа дополнительные предложенные варианты реализации изобретения включают модификацию одного или более из локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1, например, локуса крысиного АроЕ, локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 путем замещения части локуса крысиного ApoE, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 соответствующей ортологичной частью локуса АроЕ, локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, локуса Rag2, локуса Rag1 и/или локуса Rag2/Rag1 из другого организма.[00388] As discussed elsewhere in this document, additional proposed embodiments of the invention include modifying one or more of the ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus, and / or the Rag2 / Rag1 locus, for example, the rat ApoE locus, the rat interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus by replacing part of the rat ApoE locus, the interleukin-2 gamma receptor locus, the Rag2 locus, the Rag1 locus and / or the Rag2 / Rag1 locus with the corresponding orthologous part of the locus ApoE, interleukin-2 gamma receptor locus, Rag2 locus, Rag1 locus, and / or Rag2 / Rag1 locus from another organism.

[00389] В одном варианте реализации изобретения создают множественные генетические модификации. В одном варианте реализации изобретения результатом генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса рецептора интерлейкина-2 гамма, например, локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма, при этом генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма приводит к снижению активности рецептора интерлейкина-2 гамма, а результатом второй генетической модификации является удаление, добавление, замещение или их комбинация области локуса крысиного Rag2, при этом генетическая модификация в локусе Rag2 приводит к снижению активности Rag2. В одном варианте реализации изобретения происходит выключение рецептора интерлейкина-2 гамма/Rag2. Такая крыса имеет фенотип ТКИН.[00389] In one embodiment, multiple genetic modifications are created. In one embodiment of the invention, the result of genetic modification is the removal, addition, substitution, or combination thereof, of the region of the IL-2 gamma receptor locus, for example, the rat IL-2 gamma receptor locus, while the genetic modification at the IL-2 gamma receptor locus leads to a decrease in activity receptor for interleukin-2 gamma, and the result of the second genetic modification is the removal, addition, substitution, or their combination of the region of the rat Rag2 locus, while the genetic modification at the Rag2 locus leads to a decrease in Rag2 activity. In one embodiment, the interleukin-2 gamma / Rag2 receptor is turned off. Such a rat has the SCID phenotype.

[00390] В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в нервной системе, костной системе, пищеварительной системе, системе кровообращения, мышечной системе, дыхательной системе, сердечнососудистой системе, лимфатической системе, эндокринной системе, мочевыделительной системе, репродуктивной системе или их комбинации. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота млекопитающего содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в костном мозге или клетке костного мозга. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота содержит геномный локус, который кодирует белок, экспрессируемый в клетке селезенки. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит последовательность геномной ДНК мыши, последовательность геномной ДНК крысы, последовательность геномной ДНК человека или их комбинацию. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, мышиные и крысиные последовательности геномной ДНК. В одном варианте реализации изобретения геномный локус содержит, в любом порядке, крысиные, мышиные и человеческие последовательности геномной ДНК.[00390] In one embodiment, the mammalian nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in the nervous system, skeletal system, digestive system, circulatory system, muscular system, respiratory system, cardiovascular system, lymphatic system, endocrine system, urinary system , the reproductive system, or a combination thereof. In one embodiment, the mammalian nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in bone marrow or a bone marrow cell. In one embodiment, the nucleic acid comprises a genomic locus that encodes a protein expressed in a spleen cell. In one embodiment, the genomic locus comprises a mouse genomic DNA sequence, a rat genomic DNA sequence, a human genomic DNA sequence, or a combination thereof. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and human genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, murine and rat genomic DNA sequences. In one embodiment, the genomic locus contains, in any order, rat, murine, and human genomic DNA sequences.

[00391] В одном варианте реализации изобретения нуклеотидная вставка содержит генетическую модификацию в кодирующей последовательности гена. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает делеционную мутацию в кодирующей последовательности. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает слияние двух эндогенных кодирующих последовательностей.[00391] In one embodiment, the nucleotide insert comprises a genetic modification in the coding sequence of a gene. In one embodiment, the genetic modification comprises a deletion mutation in a coding sequence. In one embodiment, the genetic modification comprises the fusion of two endogenous coding sequences.

[00392] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает удаление не кодирующей белок последовательности, но не включает удаление кодирующей белок последовательности. В одном варианте реализации изобретения удаление не кодирующей белок последовательности включает удаление регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает добавление промотора. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает замещение промотора или регуляторного элемента. В одном варианте реализации изобретения регуляторный элемент является энхансером. В одном варианте реализации изобретения регуляторный элемент является транскрипционным репрессорсвязывающим элементом.[00392] In one embodiment, the genetic modification comprises deletion of a non-protein coding sequence, but does not include deletion of a protein coding sequence. In one embodiment, the deletion of a non-protein coding sequence comprises deletion of a regulatory element. In one embodiment, the genetic modification comprises the addition of a promoter. In one embodiment, the genetic modification comprises substitution of a promoter or regulatory element. In one embodiment, the regulatory element is an enhancer. In one embodiment, the regulatory element is a transcriptional repressor binding element.

[00393] В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает замещение человеческой нуклеотидной последовательности, кодирующей мутантный человеческий белок. В одном варианте реализации изобретения генетическая модификация включает по меньшей мере один аллель заболевания человека из человеческого гена. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является неврологическим заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является сердечнососудистым заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием почек. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является мышечным заболеванием. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием крови. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является раком. В одном варианте реализации изобретения человеческое заболевание является заболеванием иммунной системы. В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека является доминантным аллелем. В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека является рецессивным аллелем. В одном варианте реализации изобретения аллель заболевания человека включает аллель однонуклеотидного полиморфизма (ОНП).[00393] In one embodiment, the genetic modification comprises the substitution of a human nucleotide sequence encoding a mutant human protein. In one embodiment, the genetic modification comprises at least one human disease allele from a human gene. In one embodiment, the human disease is a neurological disease. In one embodiment, the human disease is a cardiovascular disease. In one embodiment, the human disease is kidney disease. In one embodiment, the human disease is a muscle disease. In one embodiment, the human disease is a blood disorder. In one embodiment, the human disease is cancer. In one embodiment, the human disease is a disease of the immune system. In one embodiment, the human disease allele is the dominant allele. In one embodiment, the human disease allele is a recessive allele. In one embodiment, the human disease allele comprises a single nucleotide polymorphism (SNP) allele.

[00394] Представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой локус, также может содержать регуляторную последовательность, включая, например, промоторную последовательность, энхансерную последовательность или транскрипционную репрессорсвязывающую последовательность. В конкретных вариантах реализации изобретения представляющий интерес полинуклеотид, находящийся в нуклеотидной вставке и/или интегрированный в целевой геномный локус, содержит полинуклеотид, содержащий удаление не кодирующей белок последовательности, но не содержит удаление кодирующей белок последовательности. В одном варианте реализации изобретения удаление не кодирующей белок последовательности включает удаление регуляторной последовательности. В другом варианте реализации изобретения удаление регуляторного элемента включает удаление промоторной последовательности. В одном варианте реализации изобретения удаление регуляторного элемента включает удаление энхансерной последовательности. Такой представляющий интерес полинуклеотид может быть получен из любого организма, включая, но не ограничиваясь этим, кодирующий мутантный белок полинуклеотид эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши, крысы, человека, обезьяны, сельскохозяйственного млекопитающего или домашнего млекопитающего.[00394] A polynucleotide of interest, located in a nucleotide insert and / or integrated into a target locus, can also contain a regulatory sequence, including, for example, a promoter sequence, an enhancer sequence, or a transcriptional repressor binding sequence. In certain embodiments of the invention, the polynucleotide of interest, located in the nucleotide insert and / or integrated into the target genomic locus, contains a polynucleotide containing a deletion of a non-protein coding sequence, but does not contain a deletion of a protein coding sequence. In one embodiment, the deletion of a non-protein coding sequence comprises deletion of a regulatory sequence. In another embodiment of the invention, removal of a regulatory element comprises removal of a promoter sequence. In one embodiment of the invention, removal of a regulatory element comprises removal of an enhancer sequence. Such a polynucleotide of interest can be obtained from any organism, including, but not limited to, a mutant protein encoding a polynucleotide of a eukaryote, non-rat eukaryote, non-human mammal, mammal, non-rat rodent, mouse, rat, human, monkey , an agricultural mammal or a domestic mammal.

5. Способы внесения последовательностей и получения трансгенных животных5. Methods for introducing sequences and obtaining transgenic animals

[00395] Как указано выше, в данном документе предложены способы и композиции, позволяющие осуществлять направленную интеграцию одного или более представляющих интерес полинуклеотидов в целевой локус. В таких системах применяется множество компонентов и для удобства употребляемый в данном документе термин «система направленной интеграции» в общем случае включает все компоненты, необходимые для интеграции (т.е., как неограничивающие примеры, это различные нуклеазные агенты, участки распознавания, полинуклеотидные вставки ДНК, направляющие векторы, целевой геномный локус и/или представляющие интерес полинуклеотиды).[00395] As indicated above, provided herein are methods and compositions for targeted integration of one or more polynucleotides of interest into a target locus. In such systems, many components are used and for convenience, the term "targeted integration system" as used herein generally includes all components necessary for integration (i.e., as non-limiting examples, these are various nuclease agents, recognition sites, polynucleotide DNA inserts , targeting vectors, genomic target locus and / or polynucleotides of interest).

[00396] Предложенные в данном документе способы включают внесение в клетку одной или более полинуклеотидных или полипептидных конструкций, содержащих различные компоненты системы направленной геномной интеграции. «Внесение» означает передачу последовательности (полипептидной или полинуклеотидной) клетке таким образом, что последовательность получает доступ к внутренней части клетки. Предложенные в данном документе способы не зависят от конкретного способа внесения любого компонента системы направленной геномной интеграции в клетку, а значение имеет только то, что полинуклеотид получает доступ к внутренней части по меньшей мере одной клетки. Способы внесения полинуклеотидов в различные типы клеток известны в данной области техники и включают, но не ограничиваются этим, способы стабильной трансфекции, способы временной трансфекции и вирус-опосредованные способы.[00396] Methods provided herein include introducing into a cell one or more polynucleotide or polypeptide constructs containing various components of a targeted genomic integration system. "Introduction" means the transfer of a sequence (polypeptide or polynucleotide) to a cell such that the sequence gains access to the interior of the cell. The methods provided herein are independent of the particular method for introducing any component of the directed genomic integration system into a cell, but only that the polynucleotide gains access to the interior of at least one cell. Methods for introducing polynucleotides into various cell types are known in the art and include, but are not limited to, stable transfection methods, transient transfection methods, and virus-mediated methods.

[00397] В предложенных в данном документе способах можно применять любые клетки из любого организма. В конкретных вариантах реализации изобретения клетки получены от эукариота, отличного от крысы эукариота, млекопитающего, отличного от человека млекопитающего, человека, грызуна, отличного от крысы грызуна, мыши или хомяка. В конкретных вариантах реализации изобретения клетки представляют собой эукариотическую клетку, некрысиную эукариотическую клетку, плюрипотентную клетку, неплюрипотентную клетку, нечеловеческую плюрипотентную клетку, клетку отличного от человека млекопитающего, человеческую плюрипотентную клетку, человеческую ЭС клетку, человеческую взрослую стволовую клетку, человеческую клетку-предшественника с ограниченным развитием, человеческую индуцированную плюрипотентную (иПС) клетку, клетку млекопитающего, человеческую клетку, фибробласт, клетку грызуна, клетку отличного от крысы грызуна, крысиную клетку, мышиную клетку, клетку хомяка или клетку СНО.[00397] Any cells from any organism can be used in the methods provided herein. In specific embodiments, the cells are derived from a non-rat eukaryote, non-human mammal, human, non-rat, mouse, or hamster eukaryote. In certain embodiments, the cells are a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a pluripotent cell, a non-pluripotent cell, a non-human pluripotent cell, a non-human mammalian cell, a human pluripotent cell, a human ES cell, a human adult stem cell, a human progenitor developmental, human induced pluripotent (iPS) cell, mammalian cell, human cell, fibroblast, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, or CHO cell.

[00398] В некоторых вариантах реализации изобретения клетки, применяемые в способах и композициях, содержат конструкцию ДНК, стабильно включенную в их геном. «Стабильно включенный» или «стабильно внесенный» означает внесение полинуклеотида в клетку таким образом, что нуклеотидная последовательность интегрируется в геном клетки и способна наследоваться ее потомством. Для стабильного внесения конструкций ДНК или различных компонентов системы направленной геномной интеграции можно применять любой протокол.[00398] In some embodiments, the cells used in the methods and compositions contain a DNA construct stably incorporated into their genome. "Stably incorporated" or "stably introduced" means the introduction of a polynucleotide into a cell in such a way that the nucleotide sequence is integrated into the genome of the cell and is able to be inherited by its offspring. Any protocol can be used to stably introduce DNA constructs or various components of a directed genomic integration system.

[00399] Протоколы трансфекции, как и протоколы внесения полипептидов или полинуклеотидных последовательностей, могут варьироваться. Неограничивающие способы трансфекции включают химические способы трансфекции, включая применение липосом; наночастиц; фосфата кальция (Graham et al. (1973). Virology 52 (2): 456-67, Bacchetti et al. (1977) Proc Natl Acad Sci USA 74 (4): 1590-4 и Kriegler, M (1991). Transfer and Expression: A Laboratory Manual. New York: W.H. Freeman and Company. pp. 96-97); дендримеров; или катионных полимеров, таких как ДЭАЭ-декстран или полиэтиленимин. Нехимические способы включают электропорацию; сонопорацию; и оптическую трансфекцию. Трансфекция на основании частиц включает применение генной пушки, магнитной трансфекции (Bertram, J. (2006) Current Pharmaceutical Biotechnology 7, 277 28). Также для трансфекции можно применять вирусные способы.[00399] Transfection protocols, as well as protocols for the introduction of polypeptides or polynucleotide sequences, can vary. Non-limiting methods of transfection include chemical methods of transfection, including the use of liposomes; nanoparticles; calcium phosphate (Graham et al. (1973) Virology 52 (2): 456-67, Bacchetti et al. (1977) Proc Natl Acad Sci USA 74 (4): 1590-4 and Kriegler, M (1991). Transfer and Expression: A Laboratory Manual. New York: WH Freeman and Company. pp. 96-97); dendrimers; or cationic polymers such as DEAE-dextran or polyethyleneimine. Non-chemical methods include electroporation; sonoporation; and optical transfection. Particle-based transfection involves the use of a gene gun, magnetic transfection (Bertram, J. (2006) Current Pharmaceutical Biotechnology 7, 277 28). Viral methods can also be used for transfection.

[00400] В одном варианте реализации изобретения внесение одного или более полинуклеотидов в клетку опосредуется электропорацией, интрацитоплазматической инъекцией, вирусным инфицированием, аденовирусом, лентивирусом, ретровирусом, трансфекцией, липид-опосредованной трансфекцией или опосредуется нуклеофекцией™.[00400] In one embodiment, the introduction of one or more polynucleotides into a cell is mediated by electroporation, intracytoplasmic injection, viral infection, adenovirus, lentivirus, retrovirus, transfection, lipid-mediated transfection, or nucleofection ™ mediated.

[00401] В одном варианте реализации изобретения внесение одного или более полинуклеотидов в клетку дополнительно включает: внесение экспрессионной конструкции, содержащей представляющую интерес нуклеотидную последовательность, функционально связанную с промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является конститутивно-активным промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор является индуцибельным промотором. В одном варианте реализации изобретения промотор активен в стволовой клетке, например, эмбриональной стволовой клетке.[00401] In one embodiment, introducing one or more polynucleotides into a cell further comprises: introducing an expression construct comprising a nucleotide sequence of interest operably linked to a promoter. In one embodiment, the promoter is a constitutively active promoter. In one embodiment, the promoter is an inducible promoter. In one embodiment, the promoter is active in a stem cell, eg, an embryonic stem cell.

[00402] В одном варианте реализации изобретения экспрессионную конструкцию вносят вместе с LTVEC. В одном варианте реализации изобретения экспрессионную конструкцию вносят отдельно от LTVEC в течение некоторого времени.[00402] In one embodiment, the expression construct is co-administered with the LTVEC. In one embodiment, the expression construct is applied separately from the LTVEC over time.

[00403] В одном варианте реализации изобретения внесение одного или более полинуклеотидов в клетку можно осуществлять много раз в течение некоторого времени. В одном варианте реализации изобретения внесение одного или более полинуклеотидов в клетку осуществляют по меньшей мере два раза в течение некоторого времени, по меньшей мере три раза в течение некоторого времени, по меньшей мере четыре раза в течение некоторого времени, по меньшей мере пять раз в течение некоторого времени, по меньшей мере шесть раз в течение некоторого времени, по меньшей мере семь раз в течение некоторого времени, по меньшей мере восемь раз в течение некоторого времени, по меньшей мере девять раз в течение некоторого времени, по меньшей мере десять раз в течение некоторого времени, по меньшей мере одиннадцать раз, по меньшей мере двенадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере тринадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере четырнадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере пятнадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере шестнадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере семнадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере восемнадцать раз в течение некоторого времени, по меньшей мере девятнадцать раз в течение некоторого времени или по меньшей мере двадцать раз в течение некоторого времени.[00403] In one embodiment of the invention, the introduction of one or more polynucleotides into a cell can be performed many times over a period of time. In one embodiment of the invention, the introduction of one or more polynucleotides into the cell is carried out at least twice over a period of time, at least three times over a period of time, at least four times over a period of time, at least five times over a period of for some time, at least six times for some time, at least seven times for some time, at least eight times for some time, at least nine times for some time, at least ten times for for some time, at least eleven times, at least twelve times for some time, at least thirteen times for some time, at least fourteen times for some time, at least fifteen times for some time, at least sixteen times for some time, at least seventeen times for some about a time, at least eighteen times over a period of time, at least nineteen times over a period of time, or at least twenty times over a period of time.

[00404] В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент вносят в клетку одновременно с направляющим вектором или крупным направляющим вектором (LTVEC). В альтернативном варианте нуклеазный агент вносят отдельно от направляющего вектора или LTVEC течение некоторого времени. В одном варианте реализации изобретения нуклеазный агент вносят до внесения направляющего вектора или LTVEC, в то время как в других вариантах реализации изобретения нуклеазный агент вносят после внесения направляющего вектора или LTVEC.[00404] In one embodiment, the nuclease agent is introduced into the cell simultaneously with a targeting vector or large targeting vector (LTVEC). Alternatively, the nuclease agent is administered separately from the targeting vector or LTVEC over time. In one embodiment of the invention, the nuclease agent is administered prior to the insertion of the targeting vector or LTVEC, while in other embodiments of the invention, the nuclease agent is administered after the insertion of the targeting vector or LTVEC.

[00405] В одном варианте реализации изобретения этап скрининга включает количественный анализ для оценки модификации аллеля (МОА) родительской хромосомы. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом количественной ПЦР. В одном варианте реализации изобретения количественная ПЦР представляет собой ПЦР в режиме реального времени (кПЦР). В одном варианте реализации изобретения ПЦР в режиме реального времени включает применение первой группы праймеров, которая распознает целевой локус, и второй группы праймеров, которая распознает нецелевой контрольный локус. В одном варианте реализации изобретения группа праймеров содержит флуоресцентный зонд, который распознает амплифицированную последовательность. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом сравнительной геномной гибридизации. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом изотермической амплификации ДНК. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом изотермической амплификации ДНК. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят методом количественной гибридизации с иммобилизованным(и) зондом(ами). В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи Invader Probes®. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи ММР assays®. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи TaqMan® Molecular Beacon. В одном варианте реализации изобретения количественный анализ проводят при помощи метода зондов Eclipse™. (Смотрите, например, US2005/0144655, которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки).[00405] In one embodiment, the screening step includes quantitative analysis to assess allele modification (MOA) of the parent chromosome. In one embodiment of the invention, quantitative analysis is performed by quantitative PCR. In one embodiment, the quantitative PCR is real-time PCR (qPCR). In one embodiment, real-time PCR comprises using a first primer set that recognizes a target locus and a second primer set that recognizes a non-target control locus. In one embodiment, the primer group contains a fluorescent probe that recognizes the amplified sequence. In one embodiment, quantitative analysis is performed by fluorescence in situ hybridization (FISH). In one embodiment, the assay is performed by comparative genomic hybridization. In one embodiment of the invention, quantitative analysis is performed by isothermal DNA amplification. In one embodiment of the invention, quantitative analysis is performed by isothermal DNA amplification. In one embodiment, the assay is performed by quantitative hybridization with the immobilized probe (s). In one embodiment of the invention, quantitation is performed using Invader Probes®. In one embodiment of the invention, quantitation is performed using MMP assays®. In one embodiment, the quantitation is performed using a TaqMan® Molecular Beacon. In one embodiment, the quantitation is performed using the Eclipse ™ probe method. (See, for example, US2005 / 0144655, which is incorporated herein by reference in its entirety).

[00406] Дополнительно предложен способ получения гуманизированного отличного от человека животного, включающий: (а) модификацию генома плюрипотентной клетки направляющим вектором, содержащим нуклеотидную вставку, которая содержит человеческую нуклеотидную последовательность для формирования донорной клетки; (b) внесение донорной клетки в эмбрион-хозяина; и (с) вынашивание эмбриона-хозяина суррогатной матерью; при этом суррогатная мать производит потомство, которое содержит человеческую нуклеотидную последовательность. В одном варианте реализации изобретения донорную клетку вносят в эмбрион-хозяина, который находится на стадии бластоцисты или стадии пре-морулы (т.е. 4-клеточной стадии или 8-клеточной стадии). Кроме того, этап (а) также можно проводить с крупным направляющим вектором (LTVEC) и/или человеческой нуклеотидной последовательностью длиной по меньшей мере 5 т.п.о. В других вариантах реализации изобретения генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию.[00406] Additionally, there is provided a method for producing a humanized non-human animal, comprising: (a) modifying the genome of a pluripotent cell with a targeting vector containing a nucleotide insert that contains a human nucleotide sequence for forming a donor cell; (b) introducing a donor cell into a host embryo; and (c) bearing the host embryo by a surrogate mother; while the surrogate mother produces offspring that contain the human nucleotide sequence. In one embodiment, the donor cell is introduced into a host embryo that is at the blastocyst or pre-morula stage (i.e., 4-cell stage or 8-cell stage). In addition, step (a) can also be performed with a large targeting vector (LTVEC) and / or a human nucleotide sequence of at least 5 kb in length. In other embodiments of the invention, the genetic modification can be transmitted through the germ line.

[00407] Генетически модифицированных отличных от человека животных можно получать, применяя различные раскрытые в данном документе способы. Такие способы включают (1) интеграцию одного или более представляющих интерес полинуклеотидов в целевом локусе плюрипотентной клетки для получения генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей нуклеотидную вставку в целевом геномном локусе, при помощи раскрытых в данном документе способов; (2) отбор генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей один или более представляющих интерес полинуклеотидов в целевом геномном локусе; (3) внесение генетически модифицированной плюрипотентной клетки в эмбрион-хозяина; и (4) имплантацию эмбриона-хозяина, содержащего генетически модифицированную плюрипотентную клетку, в организм суррогатной матери. Получают потомство от генетически модифицированной плюрипотентной клетки. В одном варианте реализации изобретения донорную клетку вносят в эмбрион-хозяина, который находится на стадии бластоцисты или стадии пре-морулы (т.е. 4-клеточной стадии или 8-клеточной стадии). Получают потомство, которое может передавать генетическую модификацию через зародышевую линию. Плюрипотентная клетка может быть ЭС клеткой, как обсуждается в другом месте данного документа.[00407] Genetically modified non-human animals can be obtained using various methods disclosed herein. Such methods include (1) integrating one or more polynucleotides of interest at a target locus of a pluripotent cell to obtain a genetically modified pluripotent cell containing a nucleotide insert at the target genomic locus using the methods disclosed herein; (2) selecting a genetically modified pluripotent cell containing one or more polynucleotides of interest at the target genomic locus; (3) introduction of a genetically modified pluripotent cell into a host embryo; and (4) implanting a host embryo containing a genetically modified pluripotent cell into a surrogate mother. Get offspring from a genetically modified pluripotent cell. In one embodiment, the donor cell is introduced into a host embryo that is at the blastocyst or pre-morula stage (i.e., 4-cell stage or 8-cell stage). The offspring are obtained that can transmit the genetic modification through the germ line. The pluripotent cell can be an ES cell, as discussed elsewhere in this document.

[00408] Для получения генетически модифицированных отличных от человека животных также можно применять метод ядерной передачи. Вкратце, метод ядерной передачи включает этапы: (1) удаления ядра из ооцита; (2) выделения донорной клетки или ядра, предназначенных для внесения в ооцит; (3) внесения клетки или ядра в безъядерный ооцит для формирования восстановленной клетки; (4) имплантации восстановленной клетки в матку животного для формирования эмбриона; и (5) создания возможности развития эмбриона. В таких способах ооциты в общем случае получают от мертвых животных, хотя их также можно выделять из маточных труб и/или яичников живых животных. Перед удалением ядра ооциты могут созревать в различных средах, известных специалистам в данной области техники. Удаление ядра из ооцита можно проводить большим количеством способов, хорошо известных специалистам в данной области техники. Внесение донорной клетки или ядра в безъядерный ооцит для формирования восстановленной клетки обычно проводят путем микроинъекции донорной клетки под блестящую оболочку перед слиянием. Слияние можно индуцировать, пропуская постоянный электрический импульс через плоскость контакта/слияния (электрослияние), обрабатывая клетки стимулирующими слияние химическими веществами, такими как полиэтиленгликоль, или посредством инактивированного вируса, такого как вирус Сендай. Восстановленную клетку, как правило, активируют электрическим и/или неэлектрическим способом до, во время и/или после слияние донорного ядра и ооцита-реципиента. Способы активации включают электрические импульсы, химически индуцированный шок, проникновения сперматозоида, повышение уровней двухвалентных катионов в ооците и снижение фосфорилирования клеточных белков (например, посредством ингибиторов киназы) в ооците. Активированные восстановленные клетки или эмбрионы, как правило, культивируют в среде, хорошо известной специалистам в данной области техники, а затем переносят в матку животного. Смотрите, например, US 20080092249, WO/1999/005266 A2, US 20040177390, WO/2008/017234 А1, и патент США №7612250, которые все включены в данный документ посредством ссылки.[00408] Nuclear transfer techniques can also be used to produce genetically modified non-human animals. Briefly, the nuclear transfer method includes the steps of: (1) removing the nucleus from the oocyte; (2) isolating a donor cell or nucleus for introduction into an oocyte; (3) introducing a cell or nucleus into a non-nuclear oocyte to form a reconstituted cell; (4) implanting the reconstituted cell into the uterus of the animal to form an embryo; and (5) enabling the embryo to develop. In such methods, oocytes are generally obtained from dead animals, although they can also be isolated from the fallopian tubes and / or ovaries of living animals. Prior to removal of the nucleus, oocytes can mature in a variety of media known to those skilled in the art. Removal of a nucleus from an oocyte can be accomplished in a variety of ways well known to those skilled in the art. The introduction of a donor cell or nucleus into a nuclear-free oocyte to form a reconstituted cell is usually accomplished by microinjection of the donor cell under the zona pellucida prior to fusion. Fusion can be induced by passing a constant electrical pulse through the contact / fusion plane (electrofusion), treating cells with fusion-stimulating chemicals such as polyethylene glycol, or by means of an inactivated virus such as Sendai virus. The reconstituted cell is typically activated electrically and / or non-electrically before, during and / or after the fusion of the donor nucleus and the recipient oocyte. Methods of activation include electrical impulses, chemically induced shock, sperm penetration, increased levels of divalent cations in the oocyte, and decreased phosphorylation of cellular proteins (eg, through kinase inhibitors) in the oocyte. The activated reconstituted cells or embryos are typically cultured in a medium well known to those skilled in the art and then transferred to the uterus of the animal. See, for example, US 20080092249, WO / 1999/005266 A2, US 20040177390, WO / 2008/017234 A1, and US patent No. 7612250, all of which are incorporated herein by reference.

[00409] В одном аспекте предложен способ получения гуманизированного отличного от человека животного, включающий модификацию представляющего интерес геномного локуса в плюрипотентной клетке с применением опосредованного эндонуклеазами таргетирования генов для внесения модификации в представляющий интерес геномный локус для получения модифицированной плюрипотентной клетки, содержание модифицированной плюрипотентной клетки в условиях, достаточных для сохранения плюрипотентности, применение модифицированной плюрипотентной клетки в качестве донорной клетки в эмбрионе-хозяине и вынашивание эмбриона-хозяина, содержащего модифицированную плюрипотентную клетку, суррогатной матерью, при этом эмбрион-хозяин вынашивается суррогатной матерью и рождается генетически модифицированное потомство.[00409] In one aspect, there is provided a method of producing a humanized non-human animal, comprising modifying a genomic locus of interest in a pluripotent cell using endonuclease-mediated gene targeting to modify the genomic locus of interest to obtain a modified pluripotent cell, maintaining the modified pluripotent cell under conditions sufficient to preserve pluripotency, the use of a modified pluripotent cell as a donor cell in a host embryo and bearing a host embryo containing a modified pluripotent cell by a surrogate mother, while the host embryo is carried by a surrogate mother and genetically modified offspring are born.

[00410] В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность расположена в интроне. В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность расположена в экзоне. В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность расположена в промоторе. В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность расположена в регуляторной области промотора. В одном варианте реализации изобретения целевая последовательность расположена в энхансерной области.[00410] In one embodiment, the target sequence is located in an intron. In one embodiment, the target sequence is located in an exon. In one embodiment, the target sequence is located in a promoter. In one embodiment, the target sequence is located in the regulatory region of a promoter. In one embodiment, the target sequence is located in an enhancer region.

[00411] В одном варианте реализации изобретения этап внесения осуществляют много раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности. В одном варианте реализации изобретения этап осуществляют по меньшей мере два раза в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере три раза в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере четыре раза в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере пять раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере шесть раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере семь раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере восемь раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере девять раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере десять раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере одиннадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере двенадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере тринадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере четырнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере пятнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере шестнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере семнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере восемнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности, по меньшей мере девятнадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности или по меньшей мере двадцать раз в течение периода времени, используя множество эндонуклеаз, которые распознают разные целевые последовательности.[00411] In one embodiment, the application step is performed many times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences. In one embodiment, the step is performed at least twice over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least three times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least four times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least five times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least six times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least seven times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least eight times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize t different target sequences at least nine times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least ten times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least eleven times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least twelve times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least thirteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least fourteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least fifteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least sixteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least seventeen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least eighteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences at least nineteen times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences or at least twenty times over a period of time using a plurality of endonucleases that recognize different target sequences.

[00412] В одном варианте реализации изобретения этап внесения опосредуется электропорацией, интрацитоплазматической инъекцией, аденовирусом, лентивирусом, ретровирусом, трансфекцией, липид-опосредованной трансфекцией или опосредуется нуклеофекцией™.[00412] In one embodiment, the application step is mediated by electroporation, intracytoplasmic injection, adenovirus, lentivirus, retrovirus, transfection, lipid-mediated transfection, or nucleofection ™ mediated.

[00413] В одном варианте реализации изобретения способ дополнительно включает внесение экзогенной нуклеиновой кислоты в генетически модифицированную плюрипотентную клетку. В одном варианте реализации изобретения экзогенная нуклеиновая кислота является трансгеном. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят в эндогенный локус. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят эктопически (например, в локус, отличный от ее эндогенного локуса).[00413] In one embodiment, the method further comprises introducing an exogenous nucleic acid into a genetically modified pluripotent cell. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is a transgene. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced into an endogenous locus. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced ectopically (eg, at a locus other than its endogenous locus).

[00414] В одном аспекте предложен способ получения гуманизированного отличного от человека животного, включающий модификацию представляющего интерес геномного локуса в плюрипотентной клетке с применением РНК-управляемой генной инженерии для внесения модификации в представляющий интерес геномный локус для получения модифицированной плюрипотентной клетки, содержание модифицированной плюрипотентной клетки в условиях, достаточных для сохранения плюрипотентности, применение модифицированной плюрипотентной клетки в качестве донорной клетки в эмбрионе-хозяине и вынашивание эмбриона-хозяина, содержащего модифицированную плюрипотентную клетку, суррогатной матерью, при этом эмбрион-хозяин вынашивается суррогатной матерью и рождается генетически модифицированное потомство.[00414] In one aspect, there is provided a method for producing a humanized non-human animal, comprising modifying a genomic locus of interest in a pluripotent cell using RNA-driven genetic engineering to modify the genomic locus of interest to produce a modified pluripotent cell, keeping the modified pluripotent cell in conditions sufficient to preserve pluripotency, the use of a modified pluripotent cell as a donor cell in a host embryo and bearing a host embryo containing a modified pluripotent cell by a surrogate mother, while the host embryo is carried by a surrogate mother and genetically modified offspring are born.

[00415] В одном варианте реализации изобретения уровень таргетирования для данного метода соответствует диапазону от около 2% до около 80%.[00415] In one embodiment, the targeting level for this method ranges from about 2% to about 80%.

[00416] В одном варианте реализации изобретения способ включает совместное внесение множества вторых экспрессионных конструкций, содержащих разные целевые геномные последовательности, для множественного редактирования разных геномных локусов. В одном варианте реализации изобретения способ включает внесение множества вторых экспрессионных конструкций, содержащих разные целевые геномные последовательности, для множественного редактирования разных геномных локусов в течение периода времени.[00416] In one embodiment, the method includes co-inserting multiple second expression constructs containing different target genomic sequences for multiple editing of different genomic loci. In one embodiment, the method comprises introducing a plurality of second expression constructs containing different target genomic sequences for multiple editing of different genomic loci over a period of time.

[00417] В одном варианте реализации изобретения этап внесения осуществляют много раз в течение периода времени. В одном варианте реализации изобретения этап внесения (b) осуществляют по меньшей мере два раза в течение периода времени, по меньшей мере три раза в течение периода времени, по меньшей мере четыре раза в течение периода времени, по меньшей мере пять раз в течение периода времени, по меньшей мере шесть раз в течение периода времени, по меньшей мере семь раз в течение периода времени, по меньшей мере восемь раз в течение периода времени, по меньшей мере девять раз в течение периода времени, по меньшей мере десять раз в течение периода времени, по меньшей мере одиннадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере двенадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере тринадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере четырнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере пятнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере шестнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере семнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере восемнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере девятнадцать раз в течение периода времени, по меньшей мере двадцать раз в течение периода времени.[00417] In one embodiment, the application step is performed multiple times over a period of time. In one embodiment, application step (b) is performed at least twice over a period of time, at least three times over a period of time, at least four times over a period of time, at least five times over a period of time at least six times over a period of time, at least seven times over a period of time, at least eight times over a period of time, at least nine times over a period of time, at least ten times over a period of time at least eleven times over a period of time, at least twelve times over a period of time, at least thirteen times over a period of time, at least fourteen times over a period of time, at least fifteen times over a period of time at least sixteen times during a period of time, at least seventeen times during a period of time, at least eighteen times during e period of time, at least nineteen times during a period of time, at least twenty times during a period of time.

[00418] В одном варианте реализации изобретения первая экспрессионная конструкция и вторая экспрессионная конструкция экспрессируются из одной плазмиды.[00418] In one embodiment, the first expression construct and the second expression construct are expressed from a single plasmid.

[00419] В одном варианте реализации изобретения этап внесения опосредуется электропорацией, интрацитоплазматической инъекцией, аденовирусом, лентивирусом, ретровирусом, трансфекцией, липид-опосредованной трансфекцией или опосредуется нуклеофекцией™.[00419] In one embodiment, the application step is mediated by electroporation, intracytoplasmic injection, adenovirus, lentivirus, retrovirus, transfection, lipid-mediated transfection, or nucleofection ™ mediated.

[00420] В одном варианте реализации изобретения способ дополнительно включает внесение экзогенной нуклеиновой кислоты в плюрипотентную клетку, содержащую мутантный аллель.[00420] In one embodiment, the method further comprises introducing an exogenous nucleic acid into a pluripotent cell containing the mutant allele.

[00421] В одном варианте реализации изобретения экзогенная нуклеиновая кислота является трансгеном. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят в эндогенный локус. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят эктопически (например, в локус, отличный от ее эндогенного локуса).[00421] In one embodiment, the exogenous nucleic acid is a transgene. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced into an endogenous locus. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced ectopically (eg, at a locus other than its endogenous locus).

[00422] В одном варианте реализации изобретения способ дополнительно включает внесение экзогенной нуклеиновой кислоты в генетически модифицированную плюрипотентную клетку. В одном варианте реализации изобретения экзогенная нуклеиновая кислота является трансгеном. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят в эндогенный локус. В одном варианте реализации изобретения экзогенную нуклеиновую кислоту вносят эктопически (например, в локус, отличный от ее эндогенного локуса).[00422] In one embodiment, the method further comprises introducing an exogenous nucleic acid into a genetically modified pluripotent cell. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is a transgene. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced into an endogenous locus. In one embodiment, the exogenous nucleic acid is introduced ectopically (eg, at a locus other than its endogenous locus).

[00423] В одном аспекте предложен способ получения гуманизированного отличного от человека животного, включающий модификацию плюрипотентной клетки при помощи LTVEC, содержащего вставку, которая содержит человеческую последовательность из по меньшей мере 5 т.п.о., и применение плюрипотентной клетки в качестве донорной клетки, внесение донорной клетки в эмбрион-хозяина и вынашивание эмбриона-хозяина суррогатной матерью, при этом суррогатная мать производит потомство, которое содержит гуманизацию.[00423] In one aspect, there is provided a method of producing a humanized non-human animal, comprising modifying a pluripotent cell with an LTVEC containing an insert that contains a human sequence of at least 5 kb, and using the pluripotent cell as a donor cell , the introduction of a donor cell into the host embryo and the gestation of the host embryo by a surrogate mother, while the surrogate mother produces offspring that contains humanization.

[00424] Предложены другие способы получения генетически модифицированного отличного от человека животного, содержащего в зародышевой линии одну или более описанных в данном документе генетических модификаций, включающие: (а) модификацию целевого локуса, содержащегося в прокариотической клетке, с применением различных описанных в данном документе способов; (b) отбор модифицированной прокариотической клетки, содержащей генетическую модификацию в целевом локусе; (с) выделение генетически модифицированного направляющего вектора из генома модифицированной прокариотической клетки; (d) внесение генетически модифицированного направляющего вектора в плюрипотентную клетку для получения генетически модифицированной плюрипотентной клетки, содержащей нуклеотидную вставку в целевом геномном локусе; (е) отбор генетически модифицированной плюрипотентной клетки; (f) внесение генетически модифицированной плюрипотентной клетки в эмбрион-хозяина на стадии преморулы; и (g) имплантацию эмбриона-хозяина, содержащего генетически модифицированную плюрипотентную клетку в организм суррогатной матери для получения поколения F0, полученного из генетически модифицированной плюрипотентной клетки. В таких способах направляющий вектор может включать крупный направляющий вектор. Плюрипотентная клетка может являться ЭС клеткой. В дополнительных способах этап выделения (с) дополнительно включает (c1) линеаризацию генетически модифицированного направляющего вектора (т.е. генетически модифицированного LTVEC). В дополнительных вариантах реализации изобретения этап внесения (d) дополнительно включает (d1) внесение описанного в данном документе нуклеазного агента в плюрипотентную клетку. В одном варианте реализации изобретения этапы отбора (b) и/или (е) проводят путем применения описанного в данном документе селективного агента к прокариотической клетке или плюрипотентной клетке. В одном варианте реализации изобретения этапы отбора (b) и/или (е) проводят методом анализа модификации аллеля (МОА), как описано в данном документе.[00424] Other methods are provided for producing a genetically modified non-human animal containing in the germ line one or more genetic modifications described herein, including: (a) modifying a target locus contained in a prokaryotic cell using various methods described herein ; (b) selecting a modified prokaryotic cell containing a genetic modification at the target locus; (c) isolating the genetically modified targeting vector from the genome of the modified prokaryotic cell; (d) introducing a genetically modified targeting vector into a pluripotent cell to obtain a genetically modified pluripotent cell containing a nucleotide insert at the target genomic locus; (f) selection of a genetically modified pluripotent cell; (f) introducing a genetically modified pluripotent cell into a host embryo at the premorula stage; and (g) implanting a host embryo containing a genetically modified pluripotent cell into a surrogate mother to obtain an F0 generation derived from a genetically modified pluripotent cell. In such methods, the targeting vector may include a large targeting vector. The pluripotent cell can be an ES cell. In additional methods, the isolation step (c) further comprises (c1) linearizing the genetically modified targeting vector (i.e., the genetically modified LTVEC). In additional embodiments of the invention, the step of introducing (d) further comprises (d1) introducing a nuclease agent described herein into a pluripotent cell. In one embodiment, selection steps (b) and / or (e) are performed by applying a selective agent as described herein to a prokaryotic cell or pluripotent cell. In one embodiment, selection steps (b) and / or (e) are performed by allele modification analysis (MOA) as described herein.

[00425] Предложены дополнительные способы модификации целевого геномного локуса клетки млекопитающего посредством бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР) в прокариотической клетке, включающие: (а) получение прокариотической клетки, содержащей целевой локус, содержащий нуклеиновую кислоту, (b) внесение в прокариотическую клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом нуклеотидная вставка содержит область млекопитающего (включая, например, вставку ДНК человека), и (с) отбор таргетированной прокариотической клетки, содержащей нуклеотидную вставку в целевом локусе, при этом прокариотическая клетка способна экспрессировать рекомбиназу, которая опосредует БГР. Этап (a1) может включать получение прокариотической клетки, содержащей целевой локус, содержащий нуклеиновую кислоту, содержащую первый полинуклеотид, содержащий первый участок распознавания для первого нуклеазного агента, а этап (b1) может дополнительно включать экспрессию в прокариотической клетке нуклеазного агента, который создает одноцепочечный или двухцепочечный разрыв в или вблизи первого участка распознавания. Этапы (а)-(с) можно повторять серийно, как описано в данном документе, чтобы сделать возможным внесение множества нуклеотидных вставок в целевой локус в прокариотической клетке. После «встраивания» целевого геномного локуса в прокариотическую клетку направляющий вектор, содержащий модифицированный целевой локус, можно выделять из прокариотической клетки и вносить в целевой геномный локус в плюрипотентной клетке. Затем плюрипотентные клетки (т.е. ЭС клетки), содержащие модифицированный геномный локус, можно превращать в генетически модифицированных отличных от человека животных.[00425] Additional methods are proposed for modifying a target genomic locus of a mammalian cell by means of bacterial homologous recombination (BHR) in a prokaryotic cell, including: (a) obtaining a prokaryotic cell containing a target locus containing nucleic acid, (b) introducing a targeting vector into the prokaryotic cell, containing a nucleotide insert flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, wherein the nucleotide insert contains a mammalian region (including, for example, a human DNA insert), and (c) selection of a targeted prokaryotic cell containing a nucleotide insert at the target locus, while a prokaryotic cell is capable of expressing recombinase, which mediates BHR. Step (a1) may include obtaining a prokaryotic cell containing a target locus containing a nucleic acid containing a first polynucleotide containing a first recognition site for a first nuclease agent, and step (b1) may further include expressing in a prokaryotic cell a nuclease agent that creates a single-stranded or double strand break at or near the first recognition site. Steps (a) - (c) can be repeated serially, as described herein, to make it possible to introduce multiple nucleotide insertions at a target locus in a prokaryotic cell. After “insertion” of the target genomic locus into the prokaryotic cell, a targeting vector containing the modified target locus can be isolated from the prokaryotic cell and introduced into the target genomic locus in the pluripotent cell. Pluripotent cells (ie, ES cells) containing the modified genomic locus can then be transformed into genetically modified non-human animals.

[00426] В некоторых вариантах реализации изобретения различные описанные в данном документе генетические модификации целевых геномных локусов можно проводить при помощи серии реакций гомологичной рекомбинации (БГР) в бактериальных клетках, используя LTVEC, полученный из ДНК бактериальной гомологичной хромосомы (БГХ) при помощи метода генетической инженерии VELOCIGENE® (смотрите, например, патент США №6586251 и Valenzuela, D. М. et al. (2003), High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotechnology 21(6): 652-659, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки).[00426] In some embodiments, the various genetic modifications of targeted genomic loci described herein can be performed by a series of homologous recombination reactions (HGR) in bacterial cells using LTVEC derived from bacterial homologous chromosome (BHC) DNA using genetic engineering VELOCIGENE® (see, for example, U.S. Patent No. 6,586,251 and Valenzuela, D. M. et al. (2003), High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotechnology 21 (6): 652- 659, which are hereby incorporated by reference in their entirety).

[00427] В некоторых вариантах реализации изобретения таргетированные ЭС клетки, содержащие различные описанные в данном документе генетические модификации, применяют в качестве вставочных ЭС клеток и вносят в эмбрион на стадии пре-морулы соответствующего организма, например, мышиный эмбрион на 8-клеточной стадии, при помощи метода VELOCIMOUSE® (смотрите, например, US 7576259, US 7659442, US 7294754 и US 2008-0078000 A1, которые все в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки). Эмбрион, содержащий генетически модифицированные ЭС клетки, инкубируют до стадии бластоцисты, а затем имплантируют в организм суррогатной матери для получения F0. Животных, несущих модифицированный геномный локус, можно определить при помощи анализа модификации аллеля (МОА), как описано в данном документе. Полученное в результате отличное от человека животное поколения F0, полученное из генетически модифицированных ЭС клеток, скрещивают с отличным от человека животным дикого типа для получения потомства поколения F1. После генотипирования при помощи специфических праймеров и/или зондов отличных от человека животных F1, которые являются гетерозиготными в отношении генетически модифицированного геномного локуса, скрещивают друг с другом для получения животных, которые являются гомозиготными в отношении генетически модифицированного геномного локуса. В альтернативном варианте можно проводить скрещивание между самкой F0 отличного от человека животного и самцом F0 отличного от человека животного, которые имеют генетическую модификацию, для получения отличного от человека животного F1, гомозиготного в отношении генетической модификации.[00427] In some embodiments of the invention, targeted ES cells containing various genetic modifications described herein are used as insertion ES cells and introduced into an embryo at the pre-morula stage of the corresponding organism, for example, a mouse embryo at an 8-cell stage, when using the VELOCIMOUSE® method (see, for example, US 7576259, US 7659442, US 7294754 and US 2008-0078000 A1, all of which are incorporated herein by reference in their entirety). An embryo containing genetically modified ES cells is incubated to the blastocyst stage and then implanted into a surrogate mother's body to obtain F0. Animals carrying a modified genomic locus can be identified by allele modification analysis (MOA) as described herein. The resulting non-human animal of the F0 generation, obtained from genetically modified ES cells, is crossed with a non-human wild-type animal to obtain the offspring of the F1 generation. After genotyping with specific primers and / or probes, non-human F1 animals that are heterozygous for the genetically modified genomic locus are crossed with each other to produce animals that are homozygous for the genetically modified genomic locus. Alternatively, a cross between a female F0 of a non-human animal and a male F0 of a non-human animal that have a genetic modification can be performed to produce a non-human F1 animal homozygous for the genetic modification.

[00428] В одном аспекте предложен, например, генетически модифицированный крысиный геном, содержащий направленную модификацию эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью из другого организма.[00428] In one aspect, there is provided, for example, a genetically modified rat genome comprising directed modification of an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence from another organism.

[00429] В одном варианте реализации изобретения длина гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательности составляет от около 5 т.п.о. до около 200 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 20 т.п.о. до около 30 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 30 т.п.о. до около 40 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 40 т.п.о. до около 50 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 50 т.п.о. до около 60 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 60 т.п.о. до около 70 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 70 т.п.о. до около 80 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 80 т.п.о. до около 90 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 90 т.п.о. до около 100 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 100 т.п.о. до около 110 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 110 т.п.о. до около 120 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 120 т.п.о. до около 130 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 140 т.п.о. до около 150 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 150 т.п.о. до около 160 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 160 т.п.о. до около 170 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 170 т.п.о. до около 180 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 180 т.п.о. до около 190 т.п.о. В одном варианте реализации изобретения гомологичная или ортологичная некрысиная нуклеотидная последовательность соответствует диапазону от около 190 т.п.о. до около 200 т.п.о. Различные представляющие интерес полинуклеотиды, которые можно применять в нуклеотидной вставке, описаны в другом месте данного документа.[00429] In one embodiment, the length of the homologous or orthologous nucleotide sequence is from about 5 kb. up to about 200 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 5 kb. up to about 10 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 10 kb. up to about 20 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 20 kb. up to about 30 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 30 kb. up to about 40 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 40 kb. up to about 50 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 50 kb. up to about 60 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 60 kbp. up to about 70 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 70 kbp. up to about 80 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 80 kb. up to about 90 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 90 kb. up to about 100 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 100 kb. up to about 110 kbp. In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 110 kb. up to about 120 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 120 kb. up to about 130 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 140 kb. up to about 150 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 150 kb. up to about 160 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 160 kb. up to about 170 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 170 kb. up to about 180 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 180 kb. up to about 190 kbp In one embodiment, the homologous or orthologous non-rat nucleotide sequence ranges from about 190 kb. up to about 200 kbp Various polynucleotides of interest that can be used in a nucleotide insert are described elsewhere in this document.

[00430] Предложены дополнительные способы направленной модификации генома отличного от человека животного. Такие способы могут включать (а) модификацию представляющего интерес геномного локуса в нечеловеческой плюрипотентной клетке в соответствии с любым из предложенных в данном документе способов модификации представляющего интерес геномного локуса с получением, таким образом, генетически модифицированной нечеловеческой плюрипотентной клетки, содержащей направленную модификацию генома; (b) внесение модифицированной нечеловеческой плюрипотентной клетки с этапа (а) в нечеловеческий эмбрион-хозяина; и (с) вынашивание нечеловеческого эмбриона-хозяина, содержащего модифицированную плюрипотентную клетку, суррогатной матерью, при этом суррогатная мать производит потомство F0, содержащее направленную модификацию генома, а направленная модификация генома может передаваться через зародышевую линию.[00430] Additional methods for targeted modification of the genome of a non-human animal are provided. Such methods may include (a) modifying a genomic locus of interest in a non-human pluripotent cell in accordance with any of the methods provided herein for modifying a genomic locus of interest to thereby obtain a genetically modified non-human pluripotent cell containing targeted genome modification; (b) introducing a modified non-human pluripotent cell from step (a) into a non-human host embryo; and (c) bearing a non-human host embryo containing a modified pluripotent cell by a surrogate mother, wherein the surrogate mother produces F0 offspring containing targeted genome modification, and the targeted genome modification can be transmitted through the germ line.

[00431] В некоторых вариантах реализации изобретения направленная модификация генома включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку экзогенной нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус (т.е. удаление и вставку на одном этапе). В некоторых вариантах реализации изобретения направленная модификация генома включает биаллельную генетическую модификацию. Биаллельная генетическая модификация может включать удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку экзогенной нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах (т.е. в паре из первой и второй гомологичных хромосом).[00431] In some embodiments, targeted genome modification comprises the simultaneous removal of an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and insertion of an exogenous nucleic acid at a genomic locus of interest (ie, deletion and insertion in a single step). In some embodiments, the targeted genome modification comprises a biallelic genetic modification. Biallelic genetic modification may involve the removal of an endogenous nucleotide sequence and the insertion of an exogenous nucleic acid at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes (ie, a pair of first and second homologous chromosomes).

[00432] В других вариантах реализации изобретения направленная модификация генома приводит к созданию модифицированной плюрипотентной клетки, которая является компаунд-гетерозиготной в представляющем интерес геномном локусе. В других вариантах реализации изобретения направленная модификация генома приводит к созданию модифицированной плюрипотентной клетки, которая является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе. В некоторых вариантах реализации изобретения направленная модификация генома в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку экзогенной нуклеиновой кислоты. Например, направленная модификация генома может включать: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку экзогенной нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме. Первая хромосома может быть первой из двух гомологичных хромосом, а вторая хромосома может быть второй из двух гомологичных хромосом.[00432] In other embodiments, targeted genome modification results in a modified pluripotent cell that is compound heterozygous at the genomic locus of interest. In other embodiments, targeted genome modification results in a modified pluripotent cell that is hemizygous at the genomic locus of interest. In some embodiments, targeted genome modification at a genomic locus of interest on a single chromosome comprises deletion of an endogenous nucleotide sequence and insertion of an exogenous nucleic acid. For example, targeted genome modification can include: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting an exogenous nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome. The first chromosome may be the first of two homologous chromosomes, and the second chromosome may be the second of two homologous chromosomes.

6. Клетки6. Cells

[00433] В различных описанных в данном документе способах и композициях применяют систему таргетирования геномного локуса в клетке. В одном варианте реализации изобретения клетка является плюрипотентной клеткой. В одном варианте реализации изобретения клетка является неплюрипотентной клеткой. В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка является нечеловеческой плюрипотентной клеткой. В одном варианте реализации изобретения нечеловеческая плюрипотентная клетка является плюрипотентной клеткой млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка является человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой.[00433] Various methods and compositions described herein employ a system for targeting a genomic locus in a cell. In one embodiment, the cell is a pluripotent cell. In one embodiment, the cell is a non-pluripotent cell. In one embodiment, the pluripotent cell is a non-human pluripotent cell. In one embodiment, the non-human pluripotent cell is a mammalian pluripotent cell. In one embodiment, the pluripotent cell is a human induced pluripotent stem (iPS) cell.

[00434] В других вариантах реализации изобретения клетка является эукариотической клеткой, некрысиной эукариотической клеткой, человеческой плюрипотентной клеткой, человеческой ЭС клеткой, человеческой взрослой стволовой клеткой, человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием, клеткой отличного от человека млекопитающего, клеткой млекопитающего, человеческой клеткой, фибробластом, клеткой грызуна, клеткой отличного от крысы грызуна, крысиной клеткой, мышиной клеткой, клеткой хомяка или клеткой СНО.[00434] In other embodiments, the cell is a eukaryotic cell, a non-rat eukaryotic cell, a human pluripotent cell, a human ES cell, a human adult stem cell, a restricted human progenitor cell, a non-human mammalian cell, a mammalian cell, a human cell, fibroblast, rodent cell, non-rat rodent cell, rat cell, mouse cell, hamster cell, or CHO cell.

[00435] В одном варианте реализации изобретения эукариотическая клетка является первичной клеткой. Первичные клетки включают клетки или культуры клеток, которые были выделены непосредственно из организма, органа или ткани. Первичные клетки включают клетки, которые не являются ни трансформированными, ни иммортальными. Они включают любую клетку, полученную из организма, органа или ткани, которую ранее не пассировали в тканевой культуре или которую ранее пассировали в тканевой культуре, но которую невозможно бесконечно пассировать в тканевой культуре. Такие клетки могут быть выделены традиционными методами и включают, например, гемопоэтические клетки, эндотелиальные клетки, эпителиальные клетки, фибробласты, мезенхимальные клетки, кератиноциты, меланоциты, моноциты, мононуклеарные клетки, адипоциты, преадипоциты, нейроны, глиальные клетки, гепатоциты, скелетные миобласты и клетки гладкой мускулатуры. В некоторых вариантах реализации изобретения первичные клетки получены из соединительной ткани, мышечной ткани, ткани нервной системы или эпителиальной ткани.[00435] In one embodiment, the eukaryotic cell is the primary cell. Primary cells include cells or cell cultures that have been isolated directly from an organism, organ, or tissue. Primary cells include cells that are neither transformed nor immortal. They include any cell obtained from an organism, organ, or tissue that has not previously been passaged in tissue culture or that has previously been passaged in tissue culture, but which cannot be passaged indefinitely in tissue culture. Such cells can be isolated by conventional methods and include, for example, hematopoietic cells, endothelial cells, epithelial cells, fibroblasts, mesenchymal cells, keratinocytes, melanocytes, monocytes, mononuclear cells, adipocytes, preadipocytes, neurons, glial cells, hepatocytes, and skeletal myoblasts. smooth muscles. In some embodiments, the primary cells are derived from connective tissue, muscle tissue, nervous system tissue, or epithelial tissue.

[00436] В другом варианте реализации изобретения эукариотическая клетка является иммортализованной клеткой. Иммортализованные клетки включают клетки из многоклеточного организма, которые в нормальном состоянии не могли бы пролиферировать бесконечно, но вследствие мутации или изменения избежали процесса клеточного старения и вместо этого продолжают делиться. Такие мутации или изменения могут возникать природным образом или могут быть индуцированы преднамеренно. Примеры иммортализованных клеток включают клетки яичников китайского хомяка (СНО), человеческие эмбриональные клетки почек (например, клетки НЕК 293) и фибробласты эмбриона мыши (например, клетки 3Т3). В данной области техники известно множество типов иммортализованных клеток.[00436] In another embodiment, the eukaryotic cell is an immortalized cell. Immortalized cells include cells from a multicellular organism, which normally could not proliferate indefinitely, but due to mutation or change have escaped the process of cellular senescence and continue to divide instead. Such mutations or changes can occur naturally or can be intentionally induced. Examples of immortalized cells include Chinese hamster ovary (CHO) cells, human embryonic kidney cells (eg, HEK 293 cells), and mouse embryonic fibroblasts (eg, 3T3 cells). Many types of immortalized cells are known in the art.

[00437] В некоторых вариантах реализации изобретения иммортализованные клетки получены из раковых клеток. В другом варианте реализации изобретения первичная или иммортализованная клетка это та, которую, как правило, используют для культивирования или для экспрессии рекомбинантных генов или белков.[00437] In some embodiments, the immortalized cells are derived from cancer cells. In another embodiment, the primary or immortalized cell is one that is typically used for culture or for expression of recombinant genes or proteins.

[00438] В других вариантах реализации изобретения плюрипотентная клетка способна сохранять свою плюрипотентность после по меньшей мере одной направленной генетической модификации ее генома и способна передавать направленную модификацию зародышевой линии поколения F1.[00438] In other embodiments of the invention, a pluripotent cell is capable of retaining its pluripotency after at least one directed genetic modification of its genome and is capable of transmitting directed germline modification of the F1 generation.

[00439] В одном варианте реализации изобретения плюрипотентная клетка является нечеловеческой оплодотворенной яйцеклеткой на одноклеточной стадии. В одном варианте реализации изобретения нечеловеческая оплодотворенная яйцеклетка является оплодотворенной яйцеклеткой млекопитающего. В одном варианте реализации изобретения оплодотворенная яйцеклетка млекопитающего является оплодотворенной яйцеклеткой грызуна на одноклеточной стадии. В одном варианте реализации изобретения оплодотворенная яйцеклетка млекопитающего является оплодотворенной яйцеклеткой мыши или крысы на одноклеточной стадии.[00439] In one embodiment, the pluripotent cell is a non-human fertilized egg at the unicellular stage. In one embodiment, the non-human fertilized egg is a fertilized mammalian egg. In one embodiment of the invention, the fertilized mammalian egg is a fertilized rodent egg at the unicellular stage. In one embodiment, the fertilized mammalian egg is a single-celled fertilized mouse or rat egg.

[00440] Различные клетки, применяемые в описанных в данном документе способах и композициях, также могут включать прокариотические клетки, такие как бактериальные клетки, включая Е. coli. В конкретных вариантах реализации изобретения прокариотическая клетка представляет собой рекомбинационно-компетентный штамм Е. coli. В одном варианте реализации изобретения прокариотическая клетка содержит нуклеиновую кислоту, которая кодирует рекомбиназу, в то время как в других случаях прокариотическая клетка не содержит нуклеиновую кислоту, которая кодирует рекомбиназу, и нуклеиновую кислоту, кодирующую рекомбиназу, вносят в прокариотическую клетку. В одном варианте реализации изобретения нуклеиновая кислота, кодирующая рекомбиназу, включает ДНК или мРНК. В некоторых вариантах реализации изобретения нуклеиновая кислота, кодирующая рекомбиназу, представляет собой pABG. В одном варианте реализации изобретения рекомбиназа экспрессируется под управлением индуцибельного промотора. В одном варианте реализации изобретения экспрессия рекомбиназы управляется арабинозой.[00440] Various cells used in the methods and compositions described herein can also include prokaryotic cells, such as bacterial cells, including E. coli. In specific embodiments of the invention, the prokaryotic cell is a recombination-competent E. coli strain. In one embodiment, a prokaryotic cell contains a nucleic acid that encodes a recombinase, while in other cases, a prokaryotic cell does not contain a nucleic acid that encodes a recombinase, and the nucleic acid that encodes a recombinase is introduced into the prokaryotic cell. In one embodiment, the nucleic acid encoding the recombinase comprises DNA or mRNA. In some embodiments, the nucleic acid encoding the recombinase is pABG. In one embodiment, the recombinase is expressed under the control of an inducible promoter. In one embodiment, the expression of the recombinase is driven by arabinose.

А. Среда с низкой осмолярностью для получения и поддержания человеческих индуцированных плюрипотентных клетокA. Medium with low osmolarity for the production and maintenance of human induced pluripotent cells

[00441] Предложена среда для клеточного культивирования для применения в способах и композициях согласно изобретению. В одном варианте реализации изобретения среда подходит для создания популяции человеческих иПС клеток. В другом варианте реализации изобретения среда подходит для поддержания человеческих иПС клеток в культуре. В некоторых вариантах реализации изобретения человеческие иПС являются наивными или подобными наивным.[00441] Provides a cell culture medium for use in the methods and compositions of the invention. In one embodiment, the medium is suitable for generating a population of human iPS cells. In another embodiment, the medium is suitable for maintaining human iPS cells in culture. In some embodiments of the invention, human IPSs are naive or naive-like.

[00442] Предложенная в данном документе среда содержит по меньшей мере основную среду, полипептид фактора, ингибирующего лейкемию (LIF), ингибитор киназы гликогенсинтазы 3 (GSK3) и ингибитор МЕК.[00442] A medium provided herein contains at least a basic medium, a leukemia inhibiting factor (LIF) polypeptide, a glycogen synthase kinase 3 (GSK3) inhibitor, and a MEK inhibitor.

[00443] Данная среда является средой с низкой осмолярностью. В одном примере осмолярность составляет около 175-280 мОсм/кг. В дополнительных примерах осмолярность среды составляет около 180-270 мОсм/кг, около 200-250 мОсм/кг, около 220-240 мОсм/кг или около 225-235 мОсм. В конкретном варианте реализации изобретения осмолярность среды составляет около 233 мОсм/кг.[00443] This medium is a low osmolarity medium. In one example, the osmolarity is about 175-280 mOsm / kg. In additional examples, the osmolarity of the medium is about 180-270 mOsm / kg, about 200-250 mOsm / kg, about 220-240 mOsm / kg, or about 225-235 mOsm. In a particular embodiment, the osmolarity of the medium is about 233 mOsm / kg.

[00444] Основная среда, предложенная в изобретении, представляет собой основную среду с низкой осмолярностью, в которую добавляют дополнительные компоненты. Данная основная среда отличается от основных сред, как правило, применяемых для поддержания человеческих иПС клеток в культуре, которые включают модифицированную по способу Дульбекко среду Игла (DMEM) в разных формах (например, DMEM от Invitrogen, Кат. №1 1971-025) и DMEM с низким содержанием соли, коммерчески доступную под названием KO-DMEM™ (Invitrogen, Кат. №10829-018).[00444] The basic medium of the invention is a low osmolarity basic medium to which additional components are added. This basic medium differs from the basic media typically used to maintain human iPS cells in culture, which include Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) in various forms (eg, DMEM from Invitrogen, Cat. # 1 1971-025) and Low salt DMEM available commercially under the name KO-DMEM ™ (Invitrogen Cat # 10829-018).

[00445] Основная среда, предложенная в изобретении, представляет собой основную среду с низкой осмолярностью, но имеет характеристики, которые не ограничиваются низкой осмолярностью. Например, состав DMEM, приведенный в Таблице А, можно сделать подходящим для целей изобретения путем изменения концентраций хлорида натрия и/или бикарбоната натрия, как предложено в данном документе, что приведет к изменению осмолярности по сравнению со стандартной основной средой DMEM или основной средой DMEM с низким содержанием соли (KO-DMEM), приведенными в Таблице А.[00445] The basic medium of the invention is a basic medium with low osmolarity, but has characteristics that are not limited to low osmolarity. For example, the DMEM formulation shown in Table A can be made suitable for the purposes of the invention by varying the concentrations of sodium chloride and / or sodium bicarbonate as suggested herein, which will result in a change in osmolarity compared to standard DMEM basic medium or DMEM basic medium with low salt content (KO-DMEM) shown in Table A.

[00446]

Figure 00000009
Figure 00000010
[00446]
Figure 00000009
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

[00447] Данная основная среда может содержать соль щелочного металла и галид, такой как хлорид натрия (NaCl). Типовые концентрации NaCl в основной среде включают 50±5 мМ или около 3 мг/мл.[00447] This basic medium may contain an alkali metal salt and a halide such as sodium chloride (NaCl). Typical NaCl concentrations in basic media include 50 ± 5 mM, or about 3 mg / ml.

[00448] В другом варианте реализации изобретения в основной среде наблюдается некоторая концентрация углекислоты. Соль углекислоты может являться солью натрия. В таком примере соль натрия может являться бикарбонатом натрия. В конкретном варианте реализации изобретения бикарбонат натрия присутствует в основной среде в концентрации, составляющей около 26±5 мМ или около 2,2 мг/мл.[00448] In another embodiment of the invention, some concentration of carbon dioxide is observed in the basic environment. The carbonic acid salt can be sodium salt. In such an example, the sodium salt may be sodium bicarbonate. In a specific embodiment, sodium bicarbonate is present in the basic medium at a concentration of about 26 ± 5 mM, or about 2.2 mg / ml.

[00449] В другом варианте реализации изобретения основная среда представляет собой основную среду с низкой осмолярностью. Осмолярность основной среды может соответствовать диапазону около 175-280 мОсм/кг, около 180-250 мОсм/кг, около 190-225 мОсм/кг или около 195-205 мОсм/кг. Типовая осмолярность основной среды может составлять 200, 214, 216 или 218 мОсм/кг. В конкретном примере осмолярность основной среды составляет 200 мОсм/кг. Осмолярность можно определить, когда клетки культивируют с разными концентрациями СО2. В некоторых примерах клетки культивируют в 3% СО2 или 5% CO2.[00449] In another embodiment, the basic medium is a low osmolarity basic medium. The osmolarity of the base medium can be in the range of about 175-280 mOsm / kg, about 180-250 mOsm / kg, about 190-225 mOsm / kg, or about 195-205 mOsm / kg. Typical osmolarity of the basic medium can be 200, 214, 216, or 218 mOsm / kg. In a specific example, the osmolarity of the basic medium is 200 mOsm / kg. Osmolarity can be determined when cells are cultured with different CO2 concentrations. In some examples, cells are cultured in 3% CO 2 or 5% CO 2 .

[00450] В предпочтительном варианте реализации изобретения основная среда содержит NaCl в концентрации 3,0 мг/мл, бикарбонат натрия в концентрации около 2,2 мг/мл и обладает осмолярностью, составляющей 200 мОсм/кг.[00450] In a preferred embodiment, the basic medium contains NaCl at a concentration of 3.0 mg / ml, sodium bicarbonate at a concentration of about 2.2 mg / ml and has an osmolarity of 200 mOsm / kg.

[00451] Добавки, входящие в состав основной среды согласно изобретению, подходят для получения, поддержания или обогащения раскрытых в данном документе человеческих иПС клеток. В настоящем описании такие добавки обозначают как «добавки» или «+добавки». Термин «добавки» или выражение «+добавки» включает один или более дополнительных элементов, добавляемых к компонентам основной среды, приведенным в Таблице А. Например, добавки могут включать, без ограничений, среду F-12® (Gibco), добавку N2® (Gibco; 100Х раствор), среду NEUROB A SAL ® (Gibco), добавку В-27® (Gibco; 5 0Х раствор), L глутамин, глюкозу, 2 меркаптоэтанол, полипептид фактора, ингибирующего лейкемию (LIF), ингибитор киназы гликогенсинтазы 3 (GSK3), ингибитор МЕК или любую их комбинацию.[00451] The additives included in the basic medium of the invention are suitable for obtaining, maintaining, or enriching the human iPS cells disclosed herein. In the present description, such additives are referred to as "additives" or "+ additives". The term "additives" or the expression "+ additives" includes one or more additional elements added to the components of the basic medium shown in Table A. For example, additives can include, without limitation, F-12® medium (Gibco), N2® additive ( Gibco; 100X solution), NEUROB A SAL® medium (Gibco), B-27® supplement (Gibco; 5 0X solution), L glutamine, glucose, 2 mercaptoethanol, leukemia inhibiting factor (LIF) polypeptide, glycogen synthase 3 kinase inhibitor ( GSK3), MEK inhibitor, or any combination thereof.

[00452] В конкретном варианте реализации изобретения полипептид LIF является человеческим полипептидом LIF (hLIF). В некоторых примерах полипептид ЬЬШ применяют в концентрации около 1-1000 единиц/мл, около 20-800 единиц/мл, около 50-500 единиц/мл, около 75-250 единиц/мл или около 100 единиц/мл.[00452] In a specific embodiment, the LIF polypeptide is a human LIF polypeptide (hLIF). In some examples, the LIII polypeptide is used at a concentration of about 1-1000 units / ml, about 20-800 units / ml, about 50-500 units / ml, about 75-250 units / ml, or about 100 units / ml.

[00453] В другом конкретном варианте реализации изобретения ингибитор GSK3 включает CHIR99021. В некоторых примерах CHFR99021 применяют в концентрации от около 0,1 до 10 мкМ, около 1-5 мкМ, около 2-4 мкМ или около 3 мкМ.[00453] In another specific embodiment, the GSK3 inhibitor comprises CHIR99021. In some examples, CHFR99021 is used at a concentration of about 0.1 to 10 μM, about 1-5 μM, about 2-4 μM, or about 3 μM.

[00454] В другом конкретном варианте реализации изобретения ингибитор МЕК включает PD0325901. В некоторых примерах PD0325901 применяют в концентрации около 0,1-5 мкМ, около 0,2-1 мкМ, около 0,3-0,7 мкМ или около 0,5 мкМ.[00454] In another specific embodiment, the MEK inhibitor comprises PD0325901. In some examples, PD0325901 is used at a concentration of about 0.1-5 μM, about 0.2-1 μM, about 0.3-0.7 μM, or about 0.5 μM.

[00455] Типовая среда содержит около 24,75% (об/об) описанной в данном документе основной среды с низкой осмолярностью, около 24,75% (об/об) среды F-12, около 0,5% (об/об) добавки N2, около 49% (об/об) среды NEUROBASAL, около 1% (об/об) добавки В-27, около 2 мМ L-глутамина, около 0,1 мМ 2 меркаптоэтанола, около 100 единиц/мл hLIF, около 3 мкМ CHIR99021 и около 0,5 mkMPD0325901.[00455] A typical medium contains about 24.75% (v / v) of the basic low osmolarity medium described herein, about 24.75% (v / v) of F-12 medium, about 0.5% (v / v ) N2 supplements, about 49% (v / v) NEUROBASAL medium, about 1% (v / v) B-27 supplements, about 2 mM L-glutamine, about 0.1 mM 2 mercaptoethanol, about 100 units / ml hLIF, about 3 μM CHIR99021 and about 0.5 mkMPD0325901.

[00456] В другом конкретном варианте реализации изобретения среда может содержать или не содержать основной фактор роста фибробластов (bFGF, также известный KaKFGF2 или FGF-p). Предпочтительно данная среда не содержит bFGF.[00456] In another specific embodiment, the medium may or may not contain basic fibroblast growth factor (bFGF, also known KaKFGF2 or FGF-p). Preferably, this medium does not contain bFGF.

В. Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клеткиB. Human induced pluripotent stem cells

[00457] В данном документе предложены способы и композиции для получения популяции человеческих иПС клеток. Дополнительно предложены способы и композиции для поддержания человеческих иПС клеток в культуре. Также предложены человеческие иПС клетки, которые получают или поддерживают в культуре.[00457] Provided herein are methods and compositions for generating a population of human iPS cells. Additionally, methods and compositions are provided for maintaining human iPS cells in culture. Also proposed are human iPS cells that are obtained or maintained in culture.

[00458] Термин «плюрипотентная клетка» или «плюрипотентная стволовая клетка» включает недифференцированную клетку, которая обладает способностью развиваться в более чем один тип дифференцированных клеток. Такими плюрипотентными клетками могут быть, например, эмбриональные стволовые клетки (ЭС клетки) млекопитающих или индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПС клетки) млекопитающих. Примеры плюрипотентных клеток включают человеческие иПС клетки.[00458] The term "pluripotent cell" or "pluripotent stem cell" includes an undifferentiated cell that has the ability to develop into more than one type of differentiated cell. Such pluripotent cells can be, for example, mammalian embryonic stem cells (ES cells) or mammalian induced pluripotent stem cells (iPS cells). Examples of pluripotent cells include human iPS cells.

[00459] Термин «эмбриональная стволовая клетка» или «ЭС клетка» означает полученную из эмбриона тотипотентную или плюрипотентную стволовую клетку, полученную из внутренней клеточной массы бластоцисты, которую можно поддерживать в in vitro культуре в подходящих условиях. ЭС клетки способны дифференцироваться в клетки любого из трех зародышевых листков позвоночных, например, энтодерму, эктодерму или мезодерму. ЭС клетки также характеризуются своей способностью к бесконечному размножению в подходящих in vitro культуральных условиях. Смотрите, например, Thomson et al. (Science (1998) Vol. 282(5391), pp. 1145-1147).[00459] The term "embryonic stem cell" or "ES cell" means an embryo-derived totipotent or pluripotent stem cell obtained from the inner cell mass of a blastocyst that can be maintained in vitro under suitable conditions. ES cells are capable of differentiating into cells of any of the three germ layers of vertebrates, for example, endoderm, ectoderm, or mesoderm. ES cells are also characterized by their ability to multiply indefinitely under suitable in vitro culture conditions. See, for example, Thomson et al. (Science (1998) Vol. 282 (5391), pp. 1145-1147).

[00460] Термин «индуцированная плюрипотентная стволовая клетка» или «иПС клетка» включает плюрипотентную стволовую клетку, которую можно получить непосредственно из дифференцированной взрослой клетки. Человеческие иПС клетки можно получать путем внесения специальных групп перепрограммирующих факторов в неплюрипотентную клетку, которые могут включать, например, Oct3/4, транскрипционные факторы семейства Sox (например, Sox1, Sox2, Sox3, Sox 15), транскрипционные факторы семейства Мус (например, с-Мус, 1-Мус, n-Мус), семейство Крюппель-подобных (KLF) транскрипционных факторов (например, KLF1, KLF2, KLF4, KLF5) и/или родственные транскрипционные факторы, такие как NANOG, LIN28 и/или Glisl. Человеческие иПС клетки также можно получать, например, путем применения миРНК, небольших молекул, которые имитируют действия транскрипционных факторов, или спецификаторов линии дифференцировки. Человеческие иПС клетки характеризуются своей способностью дифференцироваться в любые клетки трех зародышевых листков позвоночных, например, энтодерму, эктодерму или мезодерму. Человеческие иПС клетки также характеризуются своей способностью к бесконечному размножению в подходящих in vitro культуральных условиях. Смотрите, например, Takahashi and Yamanaka (Cell (2006) Vol. 126(4), pp. 663-676).[00460] The term "induced pluripotent stem cell" or "iPS cell" includes a pluripotent stem cell that can be obtained directly from a differentiated adult cell. Human iPS cells can be obtained by introducing special groups of reprogramming factors into a non-pluripotent cell, which can include, for example, Oct3 / 4, transcription factors of the Sox family (for example, Sox1, Sox2, Sox3, Sox 15), transcription factors of the Myc family (for example, with -Mus, 1-Myc, n-Myc), the Kruppel-like (KLF) family of transcription factors (e.g., KLF1, KLF2, KLF4, KLF5) and / or related transcription factors such as NANOG, LIN28 and / or Glisl. Human iPS cells can also be obtained, for example, by using miRNAs, small molecules that mimic the actions of transcription factors, or lineage specifiers. Human iPS cells are characterized by their ability to differentiate into any cells of the three germ layers of vertebrates, for example, endoderm, ectoderm, or mesoderm. Human iPS cells are also characterized by their ability to multiply indefinitely under suitable in vitro culture conditions. See, for example, Takahashi and Yamanaka (Cell (2006) Vol. 126 (4), pp. 663-676).

[00461] Термины «наивный» или «примированный» указывают на разное состояние плюрипотентности человеческих иПС клеток. Термин «подобный наивному» указывает на клетку, экспрессирующую плюрипотентное состояние, которая демонстрирует одну или более характеристик наивной плюрипотентной клетки. Подобные наивным человеческие иПС клетки также могут называться «условно наивными» человеческими иПС клетками. В некоторых вариантах реализации изобретения подобные наивным человеческие иПС клетки демонстрируют одну или более морфологических характеристик наивных человеческих иПС клеток, например, морфологию, характеризуемую компактными полусферическими колониями. В некоторых вариантах реализации изобретения подобные наивным человеческие иПС клетки экспрессируют один или более маркеров плюрипотентности, описанных в данном документе. В некоторых вариантах реализации изобретения наивные или подобные наивным человеческие иПС клетки представляют собой наивные человеческие иПС клетки. В других вариантах реализации изобретения наивные или подобные наивным человеческие иПС клетки представляют собой подобные наивным человеческие иПС клетки.[00461] The terms "naive" or "primed" indicate a different state of pluripotency of human iPS cells. The term "naive-like" refers to a cell expressing a pluripotent state that exhibits one or more of the characteristics of a naive pluripotent cell. Naive-like human iPS cells may also be referred to as "conditionally naive" human iPS cells. In some embodiments of the invention, naive-like human iPS cells exhibit one or more morphological characteristics of naive human iPS cells, for example, a morphology characterized by compact hemispherical colonies. In some embodiments, naive-like human iPS cells express one or more of the pluripotency markers described herein. In some embodiments, the naive or naive-like human iPS cells are naive human iPS cells. In other embodiments, naive or naive-like human iPS cells are naive-like human iPS cells.

[00462] Характеристики наивных и примированных иПС клеток описаны в данной области техники. Смотрите, например, Nichols and Smith (Cell Stem Cell (2009) Vol. 4(6), pp. 487-492). Наивные человеческие иПС клетки демонстрируют состояние плюрипотентности, сходное с ЭС клетками внутренней клеточной массы предимплантационного эмбриона. Такие наивные клетки не являются примированными в отношении спецификации и детерминации дифференцировки. Женские наивные иПС клетки характеризуются наличием двух активных X-хромосом. Самообновление наивных человеческих иПС клеток в культуре зависит от фактора, ингибирующего лейкемию (LIF), и других ингибиторов. Культивируемые наивные человеческие иПС клетки демонстрируют клональную морфологию, характеризуемую полусферическими колониями и отсутствием апико-базальной полярности. Культивируемые наивные клетки также могут демонстрировать один или более маркеров плюрипотентности, описанных в другом месте данного документа. В подходящих условиях время удвоения наивных человеческих иПС клеток в культуре может составлять между 16 и 24 часами.[00462] The characteristics of naive and primed iPS cells are described in the art. See, for example, Nichols and Smith (Cell Stem Cell (2009) Vol. 4 (6), pp. 487-492). Naive human iPS cells exhibit a state of pluripotency similar to ES cells of the inner cell mass of a preimplantation embryo. Such naive cells are not primed in terms of the specification and determination of differentiation. Female naive iPS cells are characterized by the presence of two active X chromosomes. Self-renewal of naive human iPS cells in culture is dependent on leukemia inhibitory factor (LIF) and other inhibitors. Cultured naive human iPS cells exhibit a clonal morphology characterized by hemispherical colonies and lack of apico-basal polarity. Cultured naive cells can also exhibit one or more pluripotency markers described elsewhere in this document. Under suitable conditions, the doubling time of naive human iPS cells in culture can be between 16 and 24 hours.

[00463] Примированные человеческие иПС клетки экспрессируют состояние плюрипотентности, сходное с постимплантационными клетками эпибласта. Такие клетки являются примированными в отношении спецификации и детерминации дифференцировки. Женские примированные иПС клетки характеризуются наличием одной активной Х-хромосомы и одной неактивной Х-хромосомы. Самообновление примированных человеческих иПС клеток в культуре зависит от фактора роста фибробластов (FGF) и активина. Культивируемые примированные человеческие иПС клетки демонстрируют клональную морфологию, характеризуемую эпителиальным монослоем и демонстрируют апико-базальную полярность. В подходящих условиях время удвоения примированных человеческих иПС клеток в культуре может составлять 24 часа или более.[00463] Primed human iPS cells express a state of pluripotency similar to postimplantation epiblast cells. Such cells are primed for the specification and determination of differentiation. Female iPS-primed cells are characterized by the presence of one active X chromosome and one inactive X chromosome. Self-renewal of primed human iPS cells in culture is dependent on fibroblast growth factor (FGF) and activin. Cultured primed human iPS cells exhibit a clonal morphology characterized by an epithelial monolayer and exhibit apico-basal polarity. Under suitable conditions, the doubling time of primed human iPS cells in culture can be 24 hours or more.

[00464] В одном варианте реализации изобретения человеческие иПС клетки могут быть получены из неплюрипотентных клеток, трансформированных так, чтобы экспрессировать плюрипотентное состояние. Такие трансформированные клетки включают, например, клетки, которые были трансформированы так, чтобы экспрессировать перепрограммирующие гены, которые индуцируют плюрипотентность. Плюрипотентное состояние может включать, например, экспрессию одного или более маркеров плюрипотентности, описанных в данном документе. Такие клетки (такие как фибробласты крайней плоти человека) можно трансформировать так, чтобы они экспрессировали перепрограммирующие гены или любые дополнительные представляющие интерес гены, любыми известными в данной области техники способами. Смотрите, например, Takahashi and Yamanaka (Cell (2006) Vol. 126(4), pp. 663-676). Например, их можно вносить в клетки, используя один или более элемент из плазмид, лентивирусных векторов или ретровирусных векторов. В некоторых случаях векторы интегрируются в геном и могут быть удалены после завершения перепрограммирования. В конкретных вариантах реализации изобретения неплюрипотентные клетки трансформируют перепрограммирующими генами, включая Oct4, Sox2, Klf4, Мус или любую их комбинацию. В некоторых примерах трансформированные клетки включают примированные человеческие иПС клетки.[00464] In one embodiment, human iPS cells can be obtained from non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state. Such transformed cells include, for example, cells that have been transformed to express reprogramming genes that induce pluripotency. A pluripotent state can include, for example, the expression of one or more pluripotency markers described herein. Such cells (such as human foreskin fibroblasts) can be transformed to express reprogramming genes, or any additional genes of interest, by any means known in the art. See, for example, Takahashi and Yamanaka (Cell (2006) Vol. 126 (4), pp. 663-676). For example, they can be introduced into cells using one or more elements from plasmids, lentiviral vectors, or retroviral vectors. In some cases, vectors are integrated into the genome and can be removed after reprogramming is complete. In specific embodiments of the invention, non-pluripotent cells are transformed with reprogramming genes, including Oct4, Sox2, Klf4, Myc, or any combination thereof. In some examples, the transformed cells include primed human iPS cells.

[00465] В некоторых вариантах реализации изобретения человеческие иПС клетки, культивируемые в описанной в данном документе среде с низкой осмолярностью, экспрессируют один или более фенотипов, профилей генной экспрессии или маркеров, характерных для наивного состояния. В одном примере человеческие иПС клетки экспрессируют один или более маркеров плюрипотентности, характерных для наивного состояния. Такие маркеры плюрипотентности могут включать щелочную фосфатазу, NANOG, 5Т4, ABCG2, Activin RIB/ALK-4, Activin RIIB, Е-кадгерин, Cbx2, CD9, CD30/TNFRSF8, CD117/с-kit, CDX2, CHD1, Cripto, DNMT3B, DPPA2, DPPA4, DPPA5/ESG1, EpCAM/TROP1, ERR beta/NR3B2, ESGP, белок F-бокс 15/FBXO15, FGF-4, FGF-5, FoxD3, GBX2, GCNF/NR6A1, GDF-3, Gi24/VISTA/B7-H5, интегрин альфа 6/CD49f, интегрин альфа 6 бета 1, интегрин альфа 6 бета 4, интегрин бета 1/CD29, KLF4, KLF5, L1TD1, Lefty, Lefty-1, Lefty-A, LIN-28A, LIN-28B, LIN-41, cMaf, cMyc, Oct-3/4, Oct-4A, подокаликсин, Rex-1/ZFP42, Smad2, Smad2/3, SOX2, SSEA-1, SSEA-3, SSEA-4, STAT3, Stella/Dppa3, SUZ12, TBX2, ТВХ3, TBX5, TERT, TEX 19, TEX19.1, THAP11, TRA-1-60(R), TROP-2, UTF1 и/или ZIC3. В конкретном примере экспрессируемым маркером плюрипотентности является щелочная фосфатаза, NANOG или оба.[00465] In some embodiments, human iPS cells cultured in a low osmolarity medium described herein express one or more phenotypes, gene expression profiles, or markers characteristic of the naive state. In one example, human iPS cells express one or more pluripotency markers characteristic of the naive state. Such pluripotency markers may include alkaline phosphatase, NANOG, 5T4, ABCG2, Activin RIB / ALK-4, Activin RIIB, E-cadherin, Cbx2, CD9, CD30 / TNFRSF8, CD117 / c-kit, CDX2, CHD1, Cripto, DNMT3B, DPPA2, DPPA4, DPPA5 / ESG1, EpCAM / TROP1, ERR beta / NR3B2, ESGP, protein F-box 15 / FBXO15, FGF-4, FGF-5, FoxD3, GBX2, GCNF / NR6A1, GDF-3, Gi24 / VISTA / B7-H5, integrin alpha 6 / CD49f, integrin alpha 6 beta 1, integrin alpha 6 beta 4, integrin beta 1 / CD29, KLF4, KLF5, L1TD1, Lefty, Lefty-1, Lefty-A, LIN-28A, LIN -28B, LIN-41, cMaf, cMyc, Oct-3/4, Oct-4A, podocalyxin, Rex-1 / ZFP42, Smad2, Smad2 / 3, SOX2, SSEA-1, SSEA-3, SSEA-4, STAT3 , Stella / Dppa3, SUZ12, TBX2, TBX3, TBX5, TERT, TEX 19, TEX19.1, THAP11, TRA-1-60 (R), TROP-2, UTF1 and / or ZIC3. In a specific example, the expressed pluripotency marker is alkaline phosphatase, NANOG, or both.

[00466] В другом варианте реализации изобретения человеческие иПС клетки, культивируемые в описанной в данном документе среде с низкой осмолярностью, демонстрируют морфологические характеристики, характерные для наивного состояния. Типовая морфология характеризуется клетками, образующими компактные полусферические колонии в культуре.[00466] In another embodiment, human iPS cells cultured in a low osmolarity medium described herein exhibit morphological characteristics characteristic of the naive state. Typical morphology is characterized by cells forming compact hemispherical colonies in culture.

[00467] В другом варианте реализации изобретения человеческие иПС клетки, культивируемые в описанной в данном документе среде с низкой осмолярностью, можно механически или ферментативно разделить до одноклеточной суспензии, пассировать и/или субкультивировать. В одном примере ферментативное разделение можно проводить, используя трипсин. При культивировании в присутствии среды с низкой осмолярностью человеческие иПС клетки могут обеспечить большую эффективность трансформации вследствие улучшенной диссоциации в одноклеточную суспензию. В случае других типов сред (например, среды mTeSR™ или среды 2i), обычно применяемых для поддержания человеческих иПС клеток в культуре, разделение человеческих иПС клеток нужно проводить механически или при помощи ферментов, таких как коллагеназа, которые являются мене жесткими, чем трипсин. Соответственно, клетки не диссоциируют настолько эффективно или настолько полно. В противоположность этому, в присутствии среды с низкой осмолярностью для разделения клеток можно использовать трипсин, а улучшенная диссоциация приводит к повышению эффективность трансформации. Кроме того, в отличие от других типов сред, обычно применяемых для поддержания человеческих иПС клеток в культуре (например, среды mTeSR™ или среды 2i), ферментативное разделение человеческих иПС клеток, культивируемых в присутствии среды с низкой осмолярностью (предпочтительно среды с низкой осмолярностью, не содержащей bFGF), можно проводить в отсутствие одного или более ингибиторов, которые в общем случае необходимы для пассирования таких клеток. Типовой ингибитор, которым можно пренебречь, это ингибитор Rho-ассоциированной протеинкиназы (ROCK). Ингибитор ROCK в общем случае является необходимым при пассировании человеческих иПС клеток для ингибирования активации проапоптотических путей.[00467] In another embodiment, human iPS cells cultured in a low osmolarity medium described herein can be mechanically or enzymatically separated to a single cell suspension, passaged and / or subcultured. In one example, enzymatic separation can be performed using trypsin. When cultured in the presence of low osmolarity media, human iPS cells can provide greater transformation efficiency due to improved dissociation into a single cell suspension. For other types of media (eg mTeSR ™ media or 2i media) commonly used to maintain human iPS cells in culture, the separation of human iPS cells must be performed mechanically or using enzymes such as collagenase that are less rigid than trypsin. Accordingly, cells do not dissociate as efficiently or as completely. In contrast, in the presence of low osmolarity media, trypsin can be used to separate cells, and improved dissociation leads to increased transformation efficiency. In addition, unlike other types of media commonly used to maintain human iPS cells in culture (e.g., mTeSR ™ media or medium 2i), enzymatic separation of human iPS cells cultured in the presence of low osmolarity media (preferably low osmolarity media, not containing bFGF) can be carried out in the absence of one or more inhibitors, which are generally required for passage of such cells. A typical inhibitor that can be neglected is the Rho-associated protein kinase (ROCK) inhibitor. A ROCK inhibitor is generally required in the passage of human iPS cells to inhibit the activation of proapoptotic pathways.

[00468] В дополнительном варианте реализации изобретения субкультивируемые человеческие иПС клетки, культивируемые в описанной в данном документе среде с низкой осмолярностью, могут сохранять наивное или подобное наивному состояние после ферментативного разделения и субкультивирования. В некоторых примерах субкультивируемые человеческие иПС клетки могут продолжать демонстрировать морфологию, характеризуемую компактными полусферическими колониями. Субкультивируемые человеческие иПС клетки также могут продолжать экспрессировать один или более маркеров плюрипотентности, описанных в данном документе.[00468] In a further embodiment, subcultured human iPS cells cultured in a low osmolarity medium described herein may maintain a naive or naive-like state after enzymatic separation and subculturing. In some examples, subcultured human iPS cells may continue to exhibit a morphology characterized by compact hemispherical colonies. Subcultured human iPS cells can also continue to express one or more of the pluripotency markers described herein.

С. Способы получения и поддержания популяции человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клетокC. Methods for Generating and Maintaining a Population of Human Induced Pluripotent Stem Cells

[00469] Предложены способы и композиции для получения человеческих иПС клеток в in vitro культуре. Дополнительно предложены способы и композиции для поддержания человеческих иПС клеток в in vitro культуре.[00469] Methods and compositions for the production of human iPS cells in in vitro culture are provided. Additionally, methods and compositions are provided for maintaining human iPS cells in in vitro culture.

[00470] Термин «получение» включает культивирование неплюрипотентных клеток, трансформированных, чтобы экспрессировать один или более описанных в данном документе перепрограммирующих факторов, в подходящих условиях, чтобы индуцировать изменение клеточного фенотипа, генной экспрессии или их обоих, так, что клетки демонстрируют наивное или подобное наивному состояние, т.е. экспрессируют одну или более характеристик человеческих иПС клеток. Наивное или подобное наивному состояние может экспрессироваться в ответ на конкретные культуральне условия, например, культивирование в описанной в данном документе среде с низкой осмолярностью. В некоторых примерах доля клеток, экспрессирующих наивное или подобное наивному состояние, составляет по меньшей мере около 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% и до 100% клеток в культуре.[00470] The term "obtaining" includes culturing non-pluripotent cells, transformed to express one or more reprogramming factors described herein, under suitable conditions to induce a change in cellular phenotype, gene expression, or both, such that the cells exhibit naive or similar naive state, i.e. express one or more characteristics of human iPS cells. A naive or naive-like state can be expressed in response to specific culture conditions, for example, culture in a low osmolarity medium described herein. In some examples, the proportion of cells expressing a naive or naive-like state is at least about 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, and up to 100% of the cells in culture.

[00471] В одном варианте реализации изобретения способ обогащает in vitro культуру популяцией наивных или подобных наивным человеческих иПС клеток. В таком варианте реализации изобретения наивные или подобные наивным человеческие иПС клетки могут преимущественно размножаться в культуре по сравнению с клетками, которые не экспрессируют наивное или подобное наивному состояние. В другом варианте реализации изобретения наивные или подобные наивным человеческие иПС клетки можно отбирать из культуры, ферментативно разделять и субкультивировать для получения обогащенной популяции наивных или подобных наивным человеческих иПС клеток.[00471] In one embodiment, the method enriches an in vitro culture with a population of naive or naive-like human iPS cells. In such an embodiment, naive or naive-like human iPS cells can preferentially proliferate in culture as compared to cells that do not express the naive or naive-like state. In another embodiment, naive or naive-like human iPS cells can be selected from culture, enzymatically separated, and subcultured to produce an enriched population of naive or naive-like human iPS cells.

[00472] В одном варианте реализации изобретения неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, культивируют in vitro в предложенной в данном документе среде, которая подходит для индукции экспрессии наивного или подобного наивному состояния в течение периода, составляющего по меньшей мере 1, 2, 5, 7, 10, 14, 21 или 28 дней, или любого периода времени, достаточного, чтобы индуцировать экспрессию наивного или подобного наивному состояния в культуре. Трансформированные клетки можно культивировать в присутствии среды в течение по меньшей мере 1, 2, 3 или 4 недель. Иногда трансформированные клетки культивируют в течение 1-4 недель. Экспрессию наивного или подобного наивному состояния можно определить, наблюдая морфологические характеристики или экспрессию маркеров плюрипотентности, которые описаны в другом месте данного документа.[00472] In one embodiment, non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state are cultured in vitro in a medium provided herein that is suitable for inducing expression of a naive or naive-like state for a period of at least 1, 2, 5, 7, 10, 14, 21, or 28 days, or any period of time sufficient to induce the expression of a naive or naive-like state in culture. The transformed cells can be cultured in the presence of medium for at least 1, 2, 3 or 4 weeks. Sometimes the transformed cells are cultured for 1-4 weeks. Expression of a naive or naive-like state can be determined by observing morphological characteristics or expression of pluripotency markers, which are described elsewhere in this document.

[00473] В одном варианте реализации изобретения неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, культивируют в присутствии среды с низкой осмолярностью до тех пор, пока они не начинают экспрессировать характеристики наивного или подобного наивному состояния. Затем клетки можно культивировать в среде для поддержания наивного или подобного наивному состояния. В другом варианте реализации изобретения неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, сначала культивируют в среде с высокой осмолярностью перед культивированием в присутствии среды с низкой осмолярностью. Такая среда с высокой осмолярностью имеет более высокую осмолярность, чем предложенная среда с низкой осмолярностью, и может содержать bFGF. Некоторая среда с высокой осмолярностью содержит один или более компонентов из бычьего сывороточного альбумина, bFGF, трансформирующего фактора роста β (TGFβ), хлорида лития, пипеколиновой кислоты и гамма-аминомасляной кислоты (GABA). Примеры сред с высокой осмолярностью включают среду mTeSR™ (Stemcell Technologies).[00473] In one embodiment, non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state are cultured in the presence of a low osmolarity medium until they begin to express characteristics of a naive or naive-like state. The cells can then be cultured in a medium to maintain a naive or naive-like state. In another embodiment, the non-pluripotent cells transformed to express the pluripotent state are first cultured in a high osmolarity medium prior to culture in the presence of a low osmolarity medium. Such a high osmolarity medium has a higher osmolarity than the proposed low osmolarity medium and may contain bFGF. Some high osmolarity media contain one or more of bovine serum albumin, bFGF, transforming growth factor β (TGFβ), lithium chloride, pipicolic acid, and gamma-aminobutyric acid (GABA). Examples of high osmolarity media include mTeSR ™ media (Stemcell Technologies).

[00474] В некоторых вариантах реализации изобретения неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, можно сначала культивировать в среде с высокой осмолярностью, содержащей bFGF, до тех пор, пока они не начнут экспрессировать характеристики наивного или подобного наивному состояния, и с этого момента клетки культивируют в присутствии среды с низкой осмолярностью. В одном примере можно культивировать в среде с высокой осмолярностью, содержащей bFGF, в течение периода времени, составляющего по меньшей мере 1, 2, 5, 10, 30, 60 или 90 дней, периода, составляющего 1, 2, 4, 8 или 12 недель, или периода от 1 дня до 3 месяцев. Типовой период культивирования в среде с высокой осмолярностью, содержащей bFGF, составляет 2 месяца.[00474] In some embodiments, non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state may first be cultured in a high osmolarity medium containing bFGF until they begin to express characteristics of a naive or naive-like state, and from that point on the cells are cultured in the presence of a low osmolarity medium. In one example, it can be cultured in a high osmolarity medium containing bFGF for a period of at least 1, 2, 5, 10, 30, 60, or 90 days, a period of 1, 2, 4, 8, or 12 weeks, or a period from 1 day to 3 months. A typical culture period in high osmolarity medium containing bFGF is 2 months.

[00475] В других вариантах реализации изобретения неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, можно сначала культивировать в среде с высокой осмолярностью, содержащей bFGF, до тех пор, пока они не начнут демонстрировать морфологию, характеризуемую трехмерными скоплениями клеток, и с этого момента клетки культивируют в присутствии среды с низкой осмолярностью. В таких вариантах реализации изобретения клетки, демонстрирующие трехмерные скопления, можно отбирать, разделять (например, при помощи трипсина) и переносить в новую культуру в описанную в данном документе среду с низкой осмолярностью.[00475] In other embodiments, non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state may first be cultured in a high osmolarity medium containing bFGF until they show a morphology characterized by three-dimensional cell clumps, and from that point on the cells are cultured in the presence of a low osmolarity medium. In such embodiments, cells exhibiting three-dimensional clumps can be selected, separated (eg, using trypsin) and transferred to new culture in a low osmolarity medium described herein.

[00476] Термины «поддерживать» и «поддержание» включают сохранение по меньшей мере одной или более характеристик или фенотипов описанных в данном документе человеческих иПС клеток. Такие характеристики могут включать сохранение плюрипотентности, профилей генной экспрессии и/или функциональных характеристик наивных клеток. Термины «поддерживать» и «поддержание» также могут включать размножение клеток и/или повышение количества культивируемых наивных клеток. Данные термины включают культуральные условия, которые предотвращают преобразование клеток в примированное или неплюрипотентное состояние. Данные термины дополнительно включают культуральные условия, которые позволяют клеткам оставаться плюрипотентными и/или наивными, в то время как клетки могут продолжать или не продолжать делиться и увеличиваться в количестве.[00476] The terms "maintain" and "maintenance" include the retention of at least one or more characteristics or phenotypes described herein, human iPS cells. Such characteristics may include the retention of pluripotency, gene expression profiles and / or functional characteristics of naive cells. The terms "support" and "maintenance" can also include cell proliferation and / or increasing the number of cultured naive cells. These terms include culture conditions that prevent cells from being converted to a primed or non-pluripotent state. These terms further include culture conditions that allow cells to remain pluripotent and / or naive, while cells may or may not continue to divide and grow in number.

[00477] В одном варианте реализации изобретения человеческие иПС клетки культивируют in vitro в предложенной в данном документе среде, которая подходит для поддержания таких клеток в наивном или подобном наивному состоянии. В конкретном примере человеческие иПС клетки можно культивировать в подходящей среде в течение периода, составляющего 1, 2, 5, 7, 10, 14, 21 или 28 дней, или периода, составляющего около 2 недель, около 3 недель, около 4 недель или более, пока культивируемые клетки остаются в наивном или подобном наивному состоянии. Клетки можно культивировать в течение по меньшей мере 1, 2, 3 или 4 недель. Иногда клетки культивируют в течение 1-4 недель. Человеческие иПС клетки можно поддерживать, например, в течение любого периода времени, достаточного для размножения клеток в культуре, генетической модификации клеток и/или субкультивирования клеток.[00477] In one embodiment, human iPS cells are cultured in vitro in an environment as provided herein that is suitable for maintaining such cells in a naive or naive-like state. In a specific example, human iPS cells can be cultured in a suitable medium for a period of 1, 2, 5, 7, 10, 14, 21, or 28 days, or a period of about 2 weeks, about 3 weeks, about 4 weeks or more. as long as the cultured cells remain in a naive or naive-like state. The cells can be cultured for at least 1, 2, 3, or 4 weeks. Sometimes the cells are cultured for 1-4 weeks. Human iPS cells can be maintained, for example, for any period of time sufficient for the cells to multiply in culture, genetically modify the cells, and / or subculture the cells.

[00478] В другом варианте реализации изобретения человеческие иПС клетки или неплюрипотентные клетки, трансформированные, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние, можно культивировать на субстрате или слое питающих клеток, подходящем для in vitro культивирования. В конкретном примере клетки культивируют на MATRIGEL™ (BD Biosciences). В другом примере клетки культивируют на питающих клетках фибробластов крайней плоти новорожденного человека (NuFF). В другом примере клетки культивируют на GELTREX™ (Life Technologies).[00478] In another embodiment, human iPS cells or non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state can be cultured on a substrate or feeder cell layer suitable for in vitro culture. In a specific example, cells are cultured on MATRIGEL ™ (BD Biosciences). In another example, cells are cultured on neonatal human foreskin fibroblast feeder cells (NuFF). In another example, cells are cultured on GELTREX ™ (Life Technologies).

[00479] В дополнительном варианте реализации изобретения время удвоения человеческих иПС клеток, культивируемых в присутствии среды с низкой осмолярностью, снижено по сравнению с примированными человеческими иПС клетками или неплюрипотентными клетками, трансформированными, чтобы экспрессировать плюрипотентое состояние. В конкретном примере время удвоения данных человеческих иПС клеток составляет около 16-24 часов.[00479] In a further embodiment, the doubling time of human iPS cells cultured in the presence of low osmolarity medium is reduced compared to primed human iPS cells or non-pluripotent cells transformed to express the pluripotent state. In a specific example, the doubling time of these human iPS cells is about 16-24 hours.

7. Идентичность последовательностей7. Identity of sequences

[00480] В предложенных в данном документе способах и композициях применяют множество разных компонентов системы направленной геномной интеграции (т.е. нуклеазных агентов, участков распознавания, нуклеотидных вставок, представляющих интерес полинуклеотидов, направляющих векторов, селективных маркеров и других компонентов). Из описания понятно, что некоторые компоненты системы направленной геномной интеграции могут иметь активные варианты и фрагменты. Такие компоненты включают, например, нуклеазные агенты (т.е. сконструированные нуклеазные агенты), участки распознавания нуклеазных агентов, представляющие интерес полинуклеотиды, целевые участки и соответствующие плечи гомологии направляющего вектора. Биологическая активность каждого из этих компонентов описана в другом месте данного документа.[00480] The methods and compositions provided herein employ many different components of the targeted genomic integration system (ie, nuclease agents, recognition sites, nucleotide inserts, polynucleotides of interest, targeting vectors, selectable markers, and other components). From the description it is clear that some components of the targeted genomic integration system may have active variants and fragments. Such components include, for example, nuclease agents (ie, engineered nuclease agents), nuclease recognition sites, polynucleotides of interest, target sites, and corresponding targeting vector homology arms. The biological activities of each of these components are described elsewhere in this document.

[00481] В данном документе «идентичность последовательностей» или «идентичность» в контексте двух полинуклеотидов или полипептидных последовательностей относится к остаткам в двух последовательностях, одинаковым при выравнивании для максимального соответствия в конкретном окне сравнения. Когда в отношении белков используют процент идентичности последовательностей, следует понимать, что позиции остатков, которые являются не идентичными, часто отличаются консервативными аминокислотными заменами, когда аминокислотные остатки замещаются другими аминокислотными остатками со схожими химическими свойствами (например, зарядом или гидрофобностью) и, следовательно, не приводят к изменению функциональных свойств молекулы. Когда последовательности отличаются консервативными заменами, процент идентичности последовательностей может быть повышен, учитывая консервативную природу замены. Говорят, что последовательности, которые отличаются такими консервативными заменами, обладают «сходством последовательностей» или «сходством». Способы проведения такой корректировки хорошо известны специалистам в данной области техники. Как правило, консервативную замену учитывают как частичное, а не полное несовпадение, тем самым повышая процент идентичности последовательностей. Таким образом, например, если идентичной аминокислоте приписывается значение 1, а неконсервативной замене приписывается значение ноль, консервативной замене приписывается значение между нулем и 1. Производят подсчет значений консервативных замен, например, как в программе PC/GENE (Intelligenetics, Mountain View, California).[00481] As used herein, "sequence identity" or "identity" in the context of two polynucleotides or polypeptide sequences refers to residues in two sequences that are the same when aligned for maximum match in a particular comparison window. When percent sequence identity is used with respect to proteins, it should be understood that residue positions that are not identical often differ in conservative amino acid substitutions where amino acid residues are replaced by other amino acid residues with similar chemical properties (e.g., charge or hydrophobicity) and therefore not lead to a change in the functional properties of the molecule. When sequences differ in conservative substitutions, the percentage of sequence identity can be increased given the conservative nature of the substitution. Sequences that differ in such conservative substitutions are said to have "sequence similarity" or "similarity". Methods for making such adjustments are well known to those skilled in the art. Typically, a conservative substitution is taken into account as a partial rather than a complete mismatch, thereby increasing the percentage of sequence identity. Thus, for example, if an identical amino acid is assigned a value of 1, and a non-conservative substitution is assigned a value of zero, a conservative substitution is assigned a value between zero and 1. The values of conservative substitutions are calculated, for example, as in the PC / GENE program (Intelligenetics, Mountain View, California) ...

[00482] В контексте данного документа «процент идентичности последовательностей» означает величину, определяемую путем сравнения двух оптимально выровненных последовательностей в окне сравнения, при этом часть полинуклеотидной последовательности в окне сравнения может содержать добавки или делеции (т.е. гэпы) по сравнению с контрольной последовательностью (которая не содержит добавок или делеций) для оптимального выравнивания двух последовательностей. Процент рассчитывают, определяя количество позиций, в которых в обеих последовательностях содержатся идентичные нуклеотидные основания или аминокислотные остатки, чтобы получить количество совпадающих позиций, деля количество совпадающих позиций на общее количество позиций в окне сравнения и умножая результат на 100, чтобы получить процент идентичности последовательностей.[00482] In the context of this document, "percent sequence identity" means a value determined by comparing two optimally aligned sequences in a comparison window, where a portion of a polynucleotide sequence in a comparison window may contain additions or deletions (i.e. gaps) compared to a control sequence (which contains no additions or deletions) for optimal alignment of the two sequences. The percentage is calculated by determining the number of positions in which both sequences contain identical nucleotide bases or amino acid residues to obtain the number of matches, dividing the number of matches by the total number of positions in the comparison window and multiplying the result by 100 to obtain the percentage sequence identity.

[00483] Если не указано иное, приведенные в данном документе значения идентичности/сходства последовательностей относятся к значениям, полученным при помощи GAP, версия 10, с применением следующих параметров: в случае % идентичности и % сходства для нуклеотидной последовательности с применением штрафа за гэп 50 и штрафа за продолжение 3, а также матрицы замен nwsgapdna.cmp; в случае % идентичности и % сходства для аминокислотной последовательности с применением штрафа за гэп 8 и штрафа за продолжение 2, а также матрицы замен BLOSUM62; или любой другой эквивалентной программы. «Эквивалентная программа» означает любую программу для сравнения последовательностей, которая в случае любых двух сравниваемых последовательностей создает выравнивание, дающее идентичное совпадение нуклеотидных или аминокислотных остатков, а так же такой же процент идентичности последовательностей, если сравнивать с соответствующим выравниванием, созданным GAP, версия 10.[00483] Unless otherwise indicated, the sequence identity / similarity values given herein refer to values obtained using GAP version 10 using the following parameters: in case of% identity and% similarity for nucleotide sequence using a gap penalty of 50 and penalty for continuation 3, as well as substitution matrix nwsgapdna.cmp; in the case of% identity and% similarity for the amino acid sequence using a gap penalty of 8 and a continuation penalty of 2, as well as the BLOSUM62 substitution matrix; or any other equivalent program. "Equivalent program" means any sequence comparison program that, for any two sequences being compared, creates an alignment giving an identical nucleotide or amino acid residue match as well as the same percentage of sequence identity when compared to the corresponding alignment generated by GAP version 10.

[00484] Если не указано иное, все применяемые в данном документе технические и научные термины имеют те же значения, которые обычно подразумеваются специалистом в области техники, к которой принадлежит данное изобретение. Хотя для практической реализации или тестирования описанного изобретения также можно применять любые способы и материалы, сходные или эквивалентные описанным в данном документе, предпочтительные способы и материалы описаны в тексте. Все публикации, упоминаемые в данном документе, включены посредством ссылки для раскрытия и описания способов и/или материалов, в связи с которыми упоминаются эти публикации.[00484] Unless otherwise indicated, all technical and scientific terms used herein have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. While any methods and materials similar or equivalent to those described herein can also be used to practice or test the disclosed invention, preferred methods and materials are described in the text. All publications mentioned in this document are incorporated by reference to disclose and describe the methods and / or materials in connection with which these publications are referred.

[00485] Следует отметить, что применяемая в тексте данного документа и прилагаемой формуле изобретения форма единственного числа включает множественное число, если иное четко не предусмотрено контекстом. Все применяемые в данном документе технические и научные термины имеют те же значения.[00485] It should be noted that as used in the text of this document and the accompanying claims, the singular form the singular includes the plural, unless otherwise clearly indicated by the context. All technical and scientific terms used in this document have the same meanings.

[00486] Обсуждаемые в данном документе публикации приведены исключительно в отношении их содержания до даты подачи настоящей заявки. Ничто в данном документе не следует рассматривать как признание того, что описываемое изобретение не дает права датировать такую публикацию задним числом на основании предыдущего изобретения. Кроме того, приведенные даты публикации могут отличаться от фактических дат публикации, которые могут требовать независимого подтверждения.[00486] Discussed in this document publications are given solely in relation to their content prior to the filing date of this application. Nothing in this document should be construed as an admission that the described invention does not give the right to date such publication retroactively based on the previous invention. In addition, the dates of publication provided may differ from the actual dates of publication, which may require independent confirmation.

[00487] Реализацию описываемого изобретения можно осуществлять в других конкретных формах, не отступая от его сути или существенных признаков, и, соответственно, ссылаться следует не на вышеприведенное описание, а на прилагаемую формулу изобретения, как определяющую объем изобретения.[00487] The implementation of the described invention can be carried out in other specific forms without departing from its essence or essential features, and, accordingly, reference should be made not to the above description, but to the attached claims as defining the scope of the invention.

[00488] Неограничивающие варианты реализации изобретения включают:[00488] Non-limiting embodiments of the invention include:

[00489] 1. Способ направленной генетической модификации представляющего интерес геномного локуса в плюрипотентной крысиной клетке, включающий (а) внесение в плюрипотентную крысиную клетку крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' крысиным плечом гомологии и 3' крысиным плечом гомологии, при этом 5' и 3' плечи гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о.; и (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной крысиной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию.[00489] 1. A method of directed genetic modification of a genomic locus of interest in a pluripotent rat cell, comprising (a) introducing into a pluripotent rat cell a large targeting vector (LTVEC) containing a nucleotide insert flanked by a 5 'rat shoulder of homology and a 3' rat shoulder of homology wherein the 5 'and 3' homology arms total at least 10 kb, but less than 150 kb; and (b) identifying a genetically modified pluripotent rat cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest, wherein the targeted genetic modification can be germline-transmitted.

[00490] 2. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация является биаллельной.[00490] 2. A method according to embodiment 1, wherein the targeted genetic modification is biallelic.

[00491] 3. Способ по варианту реализации изобретения 1 или 2, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка является крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой.[00491] 3. The method of embodiment 1 or 2, wherein the pluripotent rat cell is a rat embryonic stem (ES) cell.

[00492] 4. Способ по варианту реализации изобретения 1, 2 или 3, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка получена от штамма DA или штамма ACI.[00492] 4. A method according to embodiment 1, 2 or 3, wherein the pluripotent rat cell is derived from a DA strain or an ACI strain.

[00493] 5. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-4, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка характеризуется экспрессией по меньшей мере одного маркера плюрипотентности, включая Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1, рецептор LIF, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1 или их комбинацию.[00493] 5. A method according to any one of embodiments 1-4, characterized in that the pluripotent rat cell is characterized by the expression of at least one pluripotency marker, including Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1 , LIF receptor, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1, or a combination thereof.

[00494] 6. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-4, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка характеризуется одной или более из следующих характеристик:[00494] 6. A method according to any one of embodiments 1-4, wherein the pluripotent rat cell has one or more of the following characteristics:

(а) отсутствием экспрессии одного или более маркеров плюрипотентности, включая с-Мус, Ecatl и/или Rexo1; (b) отсутствием экспрессии мезодермальных маркеров, включая брахиурию и/или Bmpr2; (с) отсутствием экспрессии одного или более энтодермальных маркеров, включая Gata6, Sox 17 и/или Sox7; или (d) отсутствием экспрессии одного или более нейральных маркеров, включая Nestin и/или Рах6.(a) lack of expression of one or more pluripotency markers, including c-Myc, Ecatl and / or Rexo1; (b) lack of expression of mesodermal markers, including brachiuria and / or Bmpr2; (c) lack of expression of one or more endodermal markers, including Gata6, Sox 17 and / or Sox7; or (d) lack of expression of one or more neural markers, including Nestin and / or Pax6.

[00495] 7. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-6, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[00495] 7. A method as in any one of embodiments 1-6, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[00496] 8. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-6, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 16 т.п.о. до около 150 т.п.о.[00496] 8. The method of any one of embodiments 1-6, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 16 kbp. up to about 150 kbp

[00497] 9. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-8, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) экзогенную нуклеотидную последовательность в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (е) экзогенную нуклеотидную последовательность, содержащую гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (f) химерную нуклеотидную последовательность, содержащую человеческую и крысиную нуклеотидную последовательность; (g) кондициональный аллель, фланкируемый целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; или (h) репортерный ген, функционально связанный с промотором, активным в крысиной клетке.[00497] 9. A method according to any one of embodiments 1-8, wherein the targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous rat nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of an endogenous rat nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous rat nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) an exogenous nucleotide sequence ranging from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (e) an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (f) a chimeric nucleotide sequence comprising a human and rat nucleotide sequence; (g) a conditioning allele flanked by target sequences of a site-specific recombinase; or (h) a reporter gene operably linked to a promoter active in a rat cell.

[00498] 10. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-9, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит (i) первую нуклеотидную последовательность, которая комплементарна 5' крысиному плечу гомологии; и (ii) вторую нуклеотидную последовательность, которая комплементарна 3' крысиному плечу гомологии.[00498] 10. A method according to any one of embodiments 1-9, wherein the genomic locus of interest comprises (i) a first nucleotide sequence that is complementary to the 5 'rat arm of homology; and (ii) a second nucleotide sequence that is complementary to the 3 'rat arm of homology.

[00499] 11. Способ по варианту реализации изобретения 10, отличающийся тем, что первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о.[00499] 11. The method according to embodiment 10, wherein the first and second nucleotide sequences are separated by at least 5 kb, but less than 3 pb.

[00500] 12. Способ по варианту реализации изобретения 10, отличающийся тем, что первая и вторая нуклеотидные последовательности разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2.5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[00500] 12. The method of embodiment 10, wherein the first and second nucleotide sequences are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, at least 10 kb. bp, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, at least 40 kb, but less than 60 kb, at least 60 kb but less than 80 kb, at least about 80 kb but less than 100 kb bp, at least 100 kbp but less than 150 kbp, or at least 150 kbp, but less than 200 kbp, at least about 200 kb but less than about 300 kb, at least about 300 kb but less than about 400 kb, at least at least about 400 kb but less than about 500 kb, at least about 500 kb but less than about 1 ppm, at least about 1 mpo, but less than about 1.5 mpo, at least about 1.5 mpo, but less than about 2 mpo, at least at least about 2 m.p., but less than about 2.5 m po, or at least about 2.5 ppm, but less than about 3 ppm.

[00501] 13. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-12, отличающийся тем, что этап внесения (а) дополнительно включает внесение второй нуклеиновой кислоты, кодирующей нуклеазный агент, который стимулирует гомологичную рекомбинацию между направляющей конструкцией и представляющим интерес геномным локусом в плюрипотентной крысиной клетке.[00501] 13. The method according to any one of embodiments 1-12, characterized in that the introduction step (a) further comprises the introduction of a second nucleic acid encoding a nuclease agent that stimulates homologous recombination between the targeting construct and the genomic locus of interest in the pluripotent rat cage.

[00502] 14. Способ по варианту реализации изобретения 13, отличающийся тем, что нуклеазный агент включает (а) химерный белок, содержащий цинк-пальцевый ДНК-связывающий домен, слитый с эндонуклеазой FokI; или (b) химерный белок, содержащий подобную активатору транскрипции эффекторную нуклеазу (TALEN), слитую с эндонуклеазой FokI.[00502] 14. A method according to embodiment 13, wherein the nuclease agent comprises (a) a chimeric protein comprising a zinc finger DNA binding domain fused to a FokI endonuclease; or (b) a chimeric protein comprising a transcription activator-like effector nuclease (TALEN) fused to a FokI endonuclease.

[00503] 15. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 1-12, отличающийся тем, что этап внесения (а) дополнительно включает внесение в плюрипотентную крысиную клетку: (i) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеотидной последовательностью, кодирующей ассоциированный с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (CRISPR), белок (Cas), (ii) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с целевой геномной последовательностью, связанной с направляющей РНК (нРНК), при этом целевая геномная последовательность непосредственно фланкируется в 3' конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[00503] 15. A method according to any one of embodiments 1-12, characterized in that the step of introducing (a) further comprises introducing into the pluripotent rat cell: (i) a first expression construct comprising a first promoter operably linked to the first nucleotide sequence coding for a protein (Cas) associated with short palindromic repeats, regularly spaced groups (CRISPR), (ii) a second expression construct containing a second promoter operably linked to a target genomic sequence linked to a guide RNA (nRNA), while the target genomic the sequence is immediately flanked at the 3 'end by a protospacer-adjacent motif sequence (PAM).

[00504] 16. Способ по варианту реализации изобретения 15, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит нуклеотидную последовательность SEQ Ш №1.[00504] 16. The method of embodiment 15, wherein the genomic locus of interest comprises the nucleotide sequence of SEQ ID No. 1.

[00505] 17. Способ по варианту реализации изобретения 15 или 16, отличающийся тем, что нРНК содержит третью нуклеотидную последовательность, кодирующую РНК коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами (CRISPR) (crРНК), и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrРНК).[00505] 17. The method of embodiment 15 or 16, wherein the nRNA comprises a third nucleotide sequence encoding RNA of short palindromic repeats in regular clusters (CRISPR) (crRNA) and trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA).

[00506] 18. Способ по варианту реализации изобретения 15, 16 или 17, отличающийся тем, что белок Cas представляет собой Cas9.[00506] 18. The method of embodiment 15, 16, or 17, wherein the Cas protein is Cas9.

[00507] 19. Способ по варианту реализации изобретения 15, 16, 17 или 18, отличающийся тем, что нРНК содержит: (а) химерную РНК из нуклеотидной последовательности SEQ ID №2; или (b) химерную РНК из нуклеотидной последовательности SEQ ID №3.[00507] 19. A method according to embodiment 15, 16, 17 or 18, wherein the nRNA comprises: (a) a chimeric RNA from the nucleotide sequence of SEQ ID No. 2; or (b) chimeric RNA from the nucleotide sequence of SEQ ID No. 3.

[00508] 20. Способ по варианту реализации изобретения 17, отличающийся тем, что crРНК содержит SEQ ID №4; SEQ ID №5; или SEQ ID №6.[00508] 20. The method according to embodiment 17, wherein the crRNA comprises SEQ ID No. 4; SEQ ID No. 5; or SEQ ID No. 6.

[00509] 21. Способ по варианту реализации изобретения 17, отличающийся тем, что tracrPHK содержит SEQ ID №7 или SEQ ID №8.[00509] 21. A method according to embodiment 17, wherein the tracrRNA comprises SEQ ID No. 7 or SEQ ID No. 8.

[00510] 22. Модифицированный крысиный геномный локус, содержащий: (i) вставку гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательности; (ii) замещение эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью; или (iii) их комбинацию, при этом модифицированный крысиный геномный локус может передаваться через зародышевую линию.[00510] 22. A modified rat genomic locus comprising: (i) an insert of a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (ii) replacement of an endogenous rat nucleotide sequence with a homologous or orthologous human nucleotide sequence; or (iii) a combination thereof, wherein the modified rat genomic locus can be germline transmitted.

[00511] 23. Модифицированный крысиный геномный локус по варианту реализации изобретения 22, отличающийся тем, что размер вставки или замещения составляет от около 5 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00511] 23. The modified rat genomic locus of embodiment 22, wherein the size of the insert or substitution is from about 5 kbp. up to about 400 kbp

[00512] 24. Крысиный геномный локус по варианту реализации изобретения 22, отличающийся тем, что размер вставки или замещения составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00512] 24. A rat genomic locus according to embodiment 22, wherein the size of the insert or substitution is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00513] 25. Способ получения гуманизированной крысы, включающий: (а) таргетирование представляющего интерес геномного локуса в плюрипотентной крысиной клетке направляющей конструкцией, содержащей человеческую нуклеиновую кислоту, для формирования генетически модифицированной плюрипотентной крысиной клетки; (b) внесение генетически модифицированной плюрипотентной крысиной клетки в крысиный эмбрион-хозяина; и (с) вынашивание крысиного эмбриона-хозяина суррогатной матерью, при этом суррогатная мать дает крысиное потомство, содержащее модифицированный геномный локус, который содержит: (i) вставку человеческой нуклеотидной последовательности; (ii) замещение крысиной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью; (iii) химерную нуклеотидную последовательность, содержащую человеческую и крысиную нуклеотидную последовательность; или (iv) их комбинацию, при этом модифицированный геномный локус может передаваться через зародышевую линию.[00513] 25. A method of producing a humanized rat, comprising: (a) targeting a genomic locus of interest in a pluripotent rat cell with a targeting construct containing human nucleic acid to form a genetically modified pluripotent rat cell; (b) introducing a genetically modified pluripotent rat cell into a rat host embryo; and (c) bearing a rat host embryo by a surrogate mother, the surrogate mother producing rat offspring containing a modified genomic locus that contains: (i) an insert of a human nucleotide sequence; (ii) substitution of a rat nucleotide sequence at the genomic locus of interest with a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (iii) a chimeric nucleotide sequence containing a human and rat nucleotide sequence; or (iv) a combination thereof, wherein the modified genomic locus can be transmitted through the germ line.

[00514] 26. Способ по варианту реализации изобретения 25, отличающийся тем, что направляющая конструкция представляет собой крупный направляющий вектор (LTVEC), а 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о.[00514] 26. The method of embodiment 25, wherein the targeting construct is a large targeting vector (LTVEC) and the 5 ′ and 3 ′ arms of LTVEC homology total at least 10 kbp. , but less than 150 kbp.

[00515] 27. Способ по варианту реализации изобретения 26, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии направляющей конструкции в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 30 т.п.о., от около 20 т.п.о. to 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о. или от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[00515] 27. A method according to embodiment 26, wherein the 5 'and 3' homology arms of the guide structure total from about 10 kbp. to about 30 kb, from about 20 kb. to 40 kbp, from about 40 kbp to about 60 kbp, from about 60 kbp. up to about 80 kbp or from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[00516] 28. Способ по варианту реализации изобретения 25, 26 или 27, отличающийся тем, что человеческая нуклеотидная последовательность составляет по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 400 т.п.о.[00516] 28. The method of embodiment 25, 26, or 27, wherein the human nucleotide sequence is at least 5 kb but less than 400 kb.

[00517] 29. Способ по варианту реализации изобретения 25, 26 или 27, отличающийся тем, что человеческая нуклеотидная последовательность составляет по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере 200 т.п.о., но менее чем 250 т.п.о., по меньшей мере 250 т.п.о., но менее чем 300 т.п.о., по меньшей мере 300 т.п.о., но менее чем 350 т.п.о., или по меньшей мере 350 т.п.о., но менее чем 400 т.п.о.[00517] 29. A method according to embodiment 25, 26, or 27, wherein the human nucleotide sequence is at least 5 kb, but less than 10 kb, at least 10 kbp, but less than 20 kbp, at least 20 kbp, but less than 40 kbp, at least 40 kbp. but less than 60 kb, at least 60 kb but less than 80 kb, at least about 80 kb but less than 100 kbp, at least 100 kbp but less than 150 kbp, at least 150 kbp, but less than 200 kbp. at least 200 kb but less than 250 kb, at least 250 kb but less than 300 kb, at least 300 kb bp, but less than 350 kbp, or at least 350 kbp, but less than 400 kbp.

[00518] 30. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-29, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка представляет собой крысиную эмбриональную стволовую (ЭС) клетку.[00518] 30. A method according to any one of embodiments 25-29, wherein the pluripotent rat cell is a rat embryonic stem (ES) cell.

[00519] 31. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-30, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка получена от штамма DA или штамма ACI.[00519] 31. A method according to any one of embodiments 25-30, wherein the pluripotent rat cell is derived from a DA strain or an ACI strain.

[00520] 32. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-31, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка характеризуется экспрессией по меньшей мере одного маркера плюрипотентности, включая Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1, рецептор LIF, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1 или их комбинацию.[00520] 32. A method according to any one of embodiments 25-31, characterized in that the pluripotent rat cell is characterized by the expression of at least one pluripotency marker, including Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1 , LIF receptor, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1, or a combination thereof.

[00521] 33. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-31, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка характеризуется одной или более из следующих характеристик: (а) отсутствием экспрессии одного или более маркеров плюрипотентности, включая с-Мус, Ecat1 и/или Rexo1; (b) отсутствием экспрессии одного или более мезодермальных маркеров, включая брахиурию и/или Bmpr2; (с) отсутствием экспрессии одного или более энтодермальных маркеров, включая Gata6, Sox17 и/или Sox7; или (d) отсутствием экспрессии одного или более нейральных маркеров, включая Nestin и/или Рах6.[00521] 33. A method according to any one of embodiments 25-31, wherein the pluripotent rat cell has one or more of the following characteristics: (a) lack of expression of one or more pluripotency markers, including c-Myc, Ecat1, and / or Rexo1; (b) lack of expression of one or more mesodermal markers, including brachiuria and / or Bmpr2; (c) lack of expression of one or more endodermal markers, including Gata6, Sox17 and / or Sox7; or (d) lack of expression of one or more neural markers, including Nestin and / or Pax6.

[00522] 34. Модифицированная крыса, содержащая гуманизированный геномный локус, при этом гуманизированный геномный локус содержит: (i) вставку гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательности; (ii) замещение крысиной нуклеотидной последовательности в эндогенном геномном локусе гомологичной или ортологичной человеческой нуклеотидной последовательностью; (iii) химерную нуклеотидную последовательность, содержащую человеческую и крысиную нуклеотидную последовательность, или (iv) их комбинацию, при этом модифицированный геномный локус может передаваться через зародышевую линию.[00522] 34. A modified rat containing a humanized genomic locus, the humanized genomic locus comprising: (i) an insert of a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (ii) replacement of a rat nucleotide sequence at an endogenous genomic locus with a homologous or orthologous human nucleotide sequence; (iii) a chimeric nucleotide sequence containing a human and a rat nucleotide sequence, or (iv) a combination thereof, wherein the modified genomic locus can be transmitted through the germline.

[00523] 35. Крыса или крысиная клетка, содержащая направленную генетическую модификацию в своем геномном локусе, при этом геномный локус представляет собой локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2 или локус Rag2/Rag1, при этом направленная генетическая модификация включает: (а) удаление эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности в геномном локусе; (b) вставку гомологичной нуклеиновой кислоты, ортологичной нуклеиновой кислоты или химерной нуклеиновой кислоты, содержащей человеческую и крысиную нуклеотидную последовательность, или (с) их комбинацию, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию крысы или крысы, выращенной из крысиной клетки.[00523] 35. A rat or rat cell containing a targeted genetic modification at its genomic locus, wherein the genomic locus is an interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus, or Rag2 / Rag1 locus, wherein the targeted genetic the modification includes: (a) deletion of the endogenous rat nucleotide sequence at the genomic locus; (b) insertion of a homologous nucleic acid, orthologous nucleic acid, or chimeric nucleic acid containing a human and a rat nucleotide sequence, or (c) a combination thereof, wherein the targeted genetic modification can be transmitted through a rat or rat germ line raised from a rat cell.

[00524] 36. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 35, отличающаяся тем, что (а) удаление эндогенной крысиной нуклеиновой кислоты в геномном локусе составляет по меньшей мере около 10 т.п.о.; или (b) удаление эндогенной крысиной нуклеиновой кислоты в геномном локусе составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (с) вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе составляет по меньшей мере около 5 т.п.о.; или (d) вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00524] 36. A rat or rat cell of embodiment 35, wherein (a) the removal of endogenous rat nucleic acid at the genomic locus is at least about 10 kb; or (b) the removal of endogenous rat nucleic acid at the genomic locus is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (c) the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus is at least about 5 kb; or (d) the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00525] 37. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 35 или 36, отличающаяся тем, что (а) направленная генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма приводит к снижению или отсутствию белковой активности рецептора интерлейкина-2 гамма; (b) направленная генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению или отсутствию белковой активности АроЕ; (с) направленная генетическая модификация в локусе Rag1 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag1; (d) направленная генетическая модификация в локусе Rag2 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag2; или (е) направленная генетическая модификация в локусе Rag2/Rag1 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag2 и активности Rag1.[00525] 37. A rat or rat cage according to embodiment 35 or 36, wherein (a) targeted genetic modification at an interleukin-2 gamma receptor locus results in a decrease or absence of interleukin-2 gamma receptor protein activity; (b) targeted genetic modification at the ApoE locus results in a decrease or absence of the protein activity of ApoE; (c) targeted genetic modification at the Rag1 locus results in a decrease or absence of Rag1 protein activity; (d) targeted genetic modification at the Rag2 locus results in a decrease or absence of Rag2 protein activity; or (e) targeted genetic modification at the Rag2 / Rag1 locus results in a decrease or absence of Rag2 protein activity and Rag1 activity.

35, 36 или 37, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация локуса рецептора интерлейкина-2 гамма включает: (а) удаление полной кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма или ее части; (b) замещение полной кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма или ее части кодирующей областью человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма или ее частью; (с) замещение эктодомена кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма эктодоменом человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма; или (d) удаление в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, составляющее по меньшей мере 3 т.п.о.35, 36 or 37, characterized in that the directed genetic modification of the locus of the interleukin-2 gamma receptor comprises: (a) removing the entire coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor or part thereof; (b) replacing the entire coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor, or a portion thereof, with the coding region of the human interleukin-2 gamma receptor, or a portion thereof; (c) replacing the ectodomain of the coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor with an ectodomain of the human interleukin-2 gamma receptor; or (d) removal of at least 3 kb at the interleukin-2 gamma receptor locus.

[00527] 39. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-37, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация локуса АроЕ включает: (а) удаление полной кодирующей области АроЕ или ее части; или (b) удаление в локусе АроЕ, содержащем кодирующую область АроЕ, составляющее по меньшей мере 1,8 т.п.о.[00527] 39. A rat or rat cell according to any one of embodiments 35-37, wherein the targeted genetic modification of the ApoE locus comprises: (a) removing the entire coding region of ApoE or a portion thereof; or (b) deletion at an ApoE locus containing an ApoE coding region of at least 1.8 kb.

[00528] 40. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-37, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация локуса Rag2 включает: (а) удаление полной кодирующей области Rag2 или ее части; (b) удаление в локусе Rag2, содержащем кодирующую область Rag2, составляющее по меньшей мере 5,7 т.п.о.[00528] 40. A rat or rat cage according to any one of embodiments 35-37, wherein the targeted genetic modification of the Rag2 locus comprises: (a) deleting the entire coding region of Rag2 or a portion thereof; (b) deletion at the Rag2 locus containing the Rag2 coding region of at least 5.7 kb.

[00529] 41. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-37, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация локуса Rag2/Rag1 включает: (а) удаление полной кодирующей области Rag2 или ее части и удаление полной кодирующей области Rag1 или ее части; или (b) удаление в локусе Rag2/Rag1, содержащем кодирующую область Rag2, составляющее по меньшей мере 16 т.п.о.[00529] 41. A rat or rat cage according to any one of embodiments 35-37, wherein the targeted genetic modification of the Rag2 / Rag1 locus comprises: (a) removing the entire Rag2 coding region or a portion thereof and removing the entire Rag1 coding region, or parts of it; or (b) deletion at the Rag2 / Rag1 locus containing the Rag2 coding region of at least 16 kb.

[00530] 42. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-41, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация включает вставку экспрессионной кассеты, содержащей селективный маркер в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, локусе АроЕ, локусе Rag1, локусе Rag 2 или локусе Rag2/Rag1.[00530] 42. A rat or rat cell according to any one of embodiments 35-41, wherein the targeted genetic modification comprises inserting an expression cassette containing a selectable marker at the interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag locus 2 or the Rag2 / Rag1 locus.

[00531] 43. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 42, отличающаяся тем, что экспрессионная кассета содержит ген lacZ, функционально связанный с эндогенным промотором в геномном локусе, и промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с селективным маркером.[00531] 43. A rat or rat cell according to any one of embodiments 42, wherein the expression cassette comprises a lacZ gene operably linked to an endogenous promoter at the genomic locus and a human ubiquitin promoter operably linked to a selectable marker.

[00532] 44. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-43, отличающаяся тем, что направленная генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, локусе АроЕ, локусе Rag1, локусе Rag2 или локусе Rag2/Rag1 включает вставку самоуничтожающейся селекционной кассеты.[00532] 44. A rat or rat cell according to any one of embodiments 35-43, wherein the targeted genetic modification at the interleukin-2 gamma receptor locus, the ApoE locus, the Rag1 locus, the Rag2 locus, or the Rag2 / Rag1 locus comprises a self-destructive insert selection cassette.

[00533] 45. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 44, отличающаяся тем, что самоуничтожающаяся селекционная кассета содержит ген селективного маркера, функционально связанный с промотором, активным в крысиной клетке, и ген рекомбиназы, функционально связанный со специфическим в отношении мужских зародышевых клеток промотором, при этом самоуничтожающаяся кассета фланкируется рекомбинационными участками распознавания, распознаваемыми рекомбиназой.[00533] 45. A rat or rat cell according to embodiment 44, wherein the self-destructive selection cassette contains a selectable marker gene operably linked to a promoter active in a rat cell and a recombinase gene operably linked to a specific male germ cell a promoter, while the self-destructing cassette is flanked by recombination recognition sites recognized by the recombinase.

[00534] 46. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 45, отличающаяся тем, что (а) специфический в отношении мужских зародышевых клеток промотор представляет собой промотор протамина-1; или (b) ген рекомбиназы кодирует Cre, а рекомбинационные участки распознавания представляют собой участки lохР.[00534] 46. A rat or rat cell according to embodiment 45, wherein (a) the male germ cell specific promoter is a protamine-1 promoter; or (b) the recombinase gene encodes Cre and the recombination recognition regions are loxP regions.

[00535] 47. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-46, отличающаяся тем, что вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе содержит репортерную нуклеиновую кислоту, функционально связанную с эндогенным промотором рецептора интерлейкина-2 гамма, эндогенным промотором АроЕ, эндогенным промотором Rag1 или эндогенным промотором Rag2.[00535] 47. A rat or rat cell according to any one of embodiments 35-46, characterized in that the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus comprises a reporter nucleic acid operably linked to the endogenous promoter of the interleukin-2 gamma receptor, the endogenous promoter of ApoE, endogenous Rag1 promoter or endogenous Rag2 promoter.

[00536] 48. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 47, отличающаяся тем, что репортерная нуклеиновая кислота кодирует репортер, включая (3-галактозидазу, mPlum, mCherry, tdTomato, Strawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, усиленный желтый флуоресцентный белок (уЖФБ), Emerald, усиленный зеленый флуоресцентный белок (уЗФБ), CyPet, голубой флуоресцентный белок (ГФБ), Cerulean, T-Sapphire, люциферазу, щелочную фосфатазу или их комбинацию.[00536] 48. A rat or rat cell according to embodiment 47, wherein the reporter nucleic acid encodes a reporter, including (3-galactosidase, mPlum, mCherry, tdTomato, Strawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine , Venus, YPet, enhanced yellow fluorescent protein (uLPP), Emerald, enhanced green fluorescent protein (uZPP), CyPet, blue fluorescent protein (GBP), Cerulean, T-Sapphire, luciferase, alkaline phosphatase, or a combination thereof.

[00537] 49. Крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-48, отличающаяся тем, что крысиная клетка является плюрипотентной крысиной клеткой или крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой.[00537] 49. A rat cell according to any one of embodiments 35-48, wherein the rat cell is a pluripotent rat cell or a rat embryonic stem (ES) cell.

[00538] 50. Крысиная клетка по варианту реализации изобретения 49, отличающаяся тем, что плюрипотентная крысиная клетка или крысиная эмбриональная стволовая (ЭС) клетка (а) получена от штамма DA или штамма ACI; (b) характеризуется экспрессией по меньшей мере одного маркера плюрипотентности, включая Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1, рецептор LIF, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1 или их комбинацию; или (с) характеризуется одной или более из следующих характеристик: (i) отсутствием экспрессии одного или более маркеров плюрипотентности, включая с-Мус, Ecat1 и/или Rexo1; (ii) отсутствием экспрессии мезодермальных маркеров, включая брахиурию и/или Bmpr2; (iii) отсутствием экспрессии одного или более энтодермальных маркеров, включая Gata6, Sox17 и/или Sox7; или (iv) отсутствием экспрессии одного или более нейральных маркеров, включая Nestin и/или Рах6.[00538] 50. A rat cell according to embodiment 49, wherein the pluripotent rat cell or rat embryonic stem (ES) cell (a) is obtained from a DA strain or an ACI strain; (b) is characterized by expression of at least one pluripotency marker, including Dnmt3L, Eras, Err-beta, Fbxo15, Fgf4, Gdf3, Klf4, Lef1, LIF receptor, Lin28, Nanog, Oct4, Sox15, Sox2, Utf1, or a combination thereof; or (c) is characterized by one or more of the following characteristics: (i) lack of expression of one or more pluripotency markers, including c-Myc, Ecat1 and / or Rexo1; (ii) lack of expression of mesodermal markers, including brachiuria and / or Bmpr2; (iii) lack of expression of one or more endodermal markers, including Gata6, Sox17 and / or Sox7; or (iv) lack of expression of one or more neural markers, including Nestin and / or Pax6.

[00539] 51. Способ модификации целевого геномного локуса в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, локусе АроЕ, локусе Rag1, локусе Rag2 или локусе Rag2/Rag1 в плюрипотентной крысиной клетке, включающий: (а) внесение в плюрипотентную крысиную клетку направляющего вектора, содержащего нуклеотидную вставку, фланкируемую 5' и 3' крысиными плечами гомологии, гомологичными целевому геномному локусу, (b) выявление генетически модифицированной плюрипотентной крысиной клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в целевом геномном локусе, при этом направленная генетическая модификация может передаваться через зародышевую линию крысы, выращенной из плюрипотентной крысиной клетки.[00539] 51. A method for modifying a target genomic locus at an interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus, or Rag2 / Rag1 locus in a pluripotent rat cell, comprising: (a) introducing a targeting vector into a pluripotent rat cell a nucleotide insert flanked by 5 'and 3' rat arms of homology homologous to the target genomic locus, (b) identification of a genetically modified pluripotent rat cell containing a targeted genetic modification at the target genomic locus, while the targeted genetic modification can be transmitted through the germ line of a rat from a pluripotent rat cell.

[00540] 52. Способ по варианту реализации изобретения 51, отличающийся тем, что направляющий вектор представляет собой крупный направляющий вектор (LTVEC), при этом 5' и 3' крысиные плечи гомологии в общей сумме составляют по меньшей мере около 10 т.п.о., но менее чем около 150 т.п.о.[00540] 52. The method of embodiment 51, wherein the targeting vector is a large targeting vector (LTVEC), the 5 'and 3' rat shoulders of homology totaling at least about 10 kbp. about., but less than about 150 kbp.

[00541] 53. Способ по варианту реализации изобретения 51 или 52, отличающийся тем, что внесение направляющего вектора в плюрипотентную крысиную клетку приводит к: (i) удалению эндогенной крысиной нуклеотидной последовательности в целевом геномном локусе; (ii) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в целевой геномный локус; или (iii) их комбинацию.[00541] 53. A method according to embodiment 51 or 52, wherein the introduction of a targeting vector into a pluripotent rat cell results in: (i) removal of an endogenous rat nucleotide sequence at the target genomic locus; (ii) insertion of an exogenous nucleotide sequence at the target genomic locus; or (iii) a combination thereof.

[00542] 54. Способ по варианту реализации изобретения 53, отличающийся тем, что (а) удаление эндогенной крысиной нуклеиновой кислоты в геномном локусе составляет по меньшей мере около 10 т.п.о.; или (b) удаление эндогенной крысиной нуклеиновой кислоты в геномном локусе составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до ОКОЛО 1 М.П.О., от около 1 м.п.о. до ОКОЛО 1,5 М.П.О., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (с) вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе составляет по меньшей мере около 5 т.п.о.; или (d) вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.[00542] 54. The method of embodiment 53, wherein (a) the removal of endogenous rat nucleic acid at the genomic locus is at least about 10 kb; or (b) the removal of endogenous rat nucleic acid at the genomic locus is from about 5 kbp. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. to ABOUT 1 MPO, from about 1 MPO up to ABOUT 1.5 MPO, from about 1.5 MPO up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (c) the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus is at least about 5 kb; or (d) the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus is from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp

[00543] 55. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-54, отличающийся тем, что (а) направленная генетическая модификация в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма приводит к снижению или отсутствию белковой активности рецептора интерлейкина-2 гамма; (b) направленная генетическая модификация в локусе АроЕ приводит к снижению или отсутствию белковой активности АроЕ; (с) направленная генетическая модификация в локусе Rag1 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag1; (d) направленная генетическая модификация в локусе Rag2 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag2; или (е) направленная генетическая модификация в локусе Rag2/Rag1 приводит к снижению или отсутствию белковой активности Rag2 и белковой активности Rag1.[00543] 55. The method according to any one of embodiments 51-54, characterized in that (a) targeted genetic modification at the locus of the interleukin-2 gamma receptor results in a decrease or absence of the protein activity of the interleukin-2 gamma receptor; (b) targeted genetic modification at the ApoE locus results in a decrease or absence of the protein activity of ApoE; (c) targeted genetic modification at the Rag1 locus results in a decrease or absence of Rag1 protein activity; (d) targeted genetic modification at the Rag2 locus results in a decrease or absence of Rag2 protein activity; or (e) targeted genetic modification at the Rag2 / Rag1 locus results in a decrease or absence of Rag2 protein activity and Rag1 protein activity.

[00544] 56. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-54, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация локуса рецептора интерлейкина-2 гамма включает: (а) удаление полной кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма или ее части; (b) замещение полной кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма или ее части кодирующей областью человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма или ее частью; (с) замещение эктодомена кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма эктодоменом человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма; или (d) удаление в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, содержащем кодирующую область рецептора интерлейкина-2 гамма, составляющее по меньшей мере 3 т.п.о.[00544] 56. A method according to any one of embodiments 51-54, characterized in that targeted genetic modification of the IL-2 gamma receptor locus comprises: (a) removing the entire coding region of the rat IL-2 gamma receptor or a portion thereof; (b) replacing the entire coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor, or a portion thereof, with the coding region of the human interleukin-2 gamma receptor, or a portion thereof; (c) replacing the ectodomain of the coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor with an ectodomain of the human interleukin-2 gamma receptor; or (d) deletion at an interleukin-2 gamma receptor locus containing an interleukin-2 gamma receptor coding region of at least 3 kb.

[00545] 57. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-55, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация локуса АроЕ включает: (а) удаление полной кодирующей области АроЕ или ее части; или (b) удаление в локусе АроЕ, содержащем кодирующую область АроЕ, составляющее по меньшей мере 1,8 т.п.о.[00545] 57. A method according to any one of embodiments 51-55, characterized in that targeted genetic modification of the ApoE locus comprises: (a) removing the entire coding region of ApoE or a portion thereof; or (b) deletion at an ApoE locus containing an ApoE coding region of at least 1.8 kb.

[00546] 58. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-55, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация локуса Rag2 включает: (а) удаление полной кодирующей области Rag2 или ее части; или (b) удаление в локусе Rag2, содержащем кодирующую область Rag2, составляющее по меньшей мере 5,7 т.п.о.[00546] 58. A method according to any one of embodiments 51-55, characterized in that the targeted genetic modification of the Rag2 locus comprises: (a) removing the entire coding region of Rag2 or a portion thereof; or (b) deletion at the Rag2 locus containing the Rag2 coding region of at least 5.7 kb.

[00547] 59. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-55, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация локуса Rag1/Rag2 включает: (а) удаление полной кодирующей области Rag2 или ее части и удаление полной кодирующей области Rag1 или ее части; или (b) удаление в локусе Rag2/Rag1, содержащем кодирующие области Rag2 и Rag1, составляющее по меньшей мере 16 т.п.о.[00547] 59. A method according to any one of embodiments 51-55, characterized in that directed genetic modification of the Rag1 / Rag2 locus comprises: (a) removing the entire coding region of Rag2 or a portion thereof and removing the entire coding region of Rag1 or a portion thereof; or (b) a deletion at the Rag2 / Rag1 locus containing the Rag2 and Rag1 coding regions of at least 16 kb.

[00548] 60. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-59, отличающийся тем, что нуклеотидная вставка, содержит экспрессионную кассету, содержащую полинуклеотид, кодирующий селективный маркер.[00548] 60. A method according to any one of embodiments 51-59, wherein the nucleotide insert comprises an expression cassette containing a polynucleotide encoding a selectable marker.

[00549] 61. Способ по варианту реализации изобретения 60, отличающийся тем, что экспрессионная кассета содержит ген lacZ, функционально связанный с эндогенным промотором в геномном локусе, и промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с селективным маркером.[00549] 61. The method of embodiment 60, wherein the expression cassette comprises a lacZ gene operably linked to an endogenous promoter at a genomic locus and a human ubiquitin promoter operably linked to a selectable marker.

[00550] 62. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-60, отличающийся тем, что нуклеотидная вставка содержит самоуничтожающуюся селекционную кассету.[00550] 62. A method according to any one of embodiments 51-60, wherein the nucleotide insert comprises a self-destructive selection cassette.

[00551] 63. Способ по варианту реализации изобретения 62, отличающийся тем, что самоуничтожающаяся селекционная кассета содержит селективный маркер, функционально связанный с промотором, активным в крысиной плюрипотентной клетке, и полинуклеотид, кодирующий рекомбиназу, функционально связанный со специфическим в отношении мужских зародышевых клеток промотором, при этом самоуничтожающаяся кассета фланкируется рекомбинационными участками распознавания, распознаваемыми рекомбиназой.[00551] 63. The method of embodiment 62, wherein the self-destructive selection cassette contains a selectable marker operably linked to a promoter active in a rat pluripotent cell and a polynucleotide encoding a recombinase operably linked to a male germ cell-specific promoter and the self-destructing cassette is flanked by recombination recognition sites recognized by the recombinase.

[00552] 64. Способ по варианту реализации изобретения 63, отличающийся тем, что (а) специфический в отношении мужских зародышевых клеток промотор представляет собой промотор протамина-1; или (b) ген рекомбиназы кодирует Cre, а рекомбинационные участки распознавания представляют собой участки 1охР.[00552] 64. The method of embodiment 63, wherein (a) the male germ cell specific promoter is a protamine-1 promoter; or (b) the recombinase gene encodes Cre and the recombination recognition regions are 1xP regions.

[00553] 65. Способ по варианту реализации изобретения 53, отличающийся тем, что вставка экзогенной нуклеотидной последовательности в геномном локусе содержит репортерную нуклеотидную последовательность, функционально связанную с эндогенным промотором рецептора интерлейкина-2 гамма, эндогенным промотором АроЕ, эндогенным промотором Rag1 или эндогенным промотором Rag2.[00553] 65. A method according to embodiment 53, wherein the insertion of an exogenous nucleotide sequence at the genomic locus comprises a reporter nucleotide sequence operably linked to an endogenous interleukin-2 gamma receptor promoter, an endogenous ApoE promoter, an endogenous Rag1 promoter, or an endogenous Rag2 promoter ...

[00553] 66. Способ по варианту реализации изобретения 65, отличающийся тем, что репортерная нуклеотидная последовательность кодирует репортер, включая β-галактозидазу, mPlum, mCherry, tdTomato, mStrawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet, усиленный желтый флуоресцентный белок (уЖФБ), Emerald, усиленный зеленый флуоресцентный белок (уЗФБ), CyPet, голубой флуоресцентный белок (ГФБ), Cerulean, T-Sapphire, люциферазу, щелочную фосфатазу или их комбинацию.[00553] 66. The method of embodiment 65, wherein the reporter nucleotide sequence encodes a reporter including β-galactosidase, mPlum, mCherry, tdTomato, mStrawberry, J-Red, DsRed, mOrange, mKO, mCitrine, Venus, YPet , enhanced yellow fluorescent protein (uZPP), Emerald, enhanced green fluorescent protein (uZPP), CyPet, blue fluorescent protein (GBP), Cerulean, T-Sapphire, luciferase, alkaline phosphatase, or a combination thereof.

[00555] 67. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-66, отличающийся тем, что пюрипотентная крысиная клетка является крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой.[00555] 67. A method according to any one of embodiments 51-66, wherein the puripotent rat cell is a rat embryonic stem (ES) cell.

[00556] 68. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-67, отличающийся тем, что плюрипотентная крысиная клетка (а) получена от штамма DA или штамма ACI; или (b) характеризуется экспрессией маркера плюрипотентности, включая Oct-4, Sox-2, щелочную фосфатазу или их комбинацию; или (с) характеризуется одной или более из следующих характеристик: (i) отсутствием экспрессии одного или более маркеров плюрипотентности, включая с-Мус, Ecat1 и/или Rexo1; (ii) отсутствием экспрессии мезодермальных маркеров, включая брахиурию и/или Bmpr2; (iii) отсутствием экспрессии одного или более энтодермальных маркеров, включая Gata6, Sox 17 и/или Sox7; или (iv) отсутствием экспрессии одного или более нейральных маркеров, включая Nestin и/или Рах6.[00556] 68. A method according to any one of embodiments 51-67, characterized in that the pluripotent rat cell (a) is obtained from a DA strain or an ACI strain; or (b) is characterized by the expression of a pluripotency marker, including Oct-4, Sox-2, alkaline phosphatase, or a combination thereof; or (c) is characterized by one or more of the following characteristics: (i) lack of expression of one or more pluripotency markers, including c-Myc, Ecat1 and / or Rexo1; (ii) lack of expression of mesodermal markers, including brachiuria and / or Bmpr2; (iii) lack of expression of one or more endodermal markers, including Gata6, Sox 17 and / or Sox7; or (iv) lack of expression of one or more neural markers, including Nestin and / or Pax6.

[00557] 69. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-68, дополнительно включающий выявление направленной генетической модификации в целевом геномном локусе, при этом на этапе выявления применяют количественный анализ для оценки модификации аллеля (МОА) в целевом геномном локусе.[00557] 69. The method of any one of embodiments 51-68, further comprising detecting targeted genetic modification at the target genomic locus, wherein the detection step uses quantitative analysis to assess allele modification (MOA) at the target genomic locus.

[00558] 70. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-69, отличающийся тем, что этап внесения (а) дополнительно включает внесение второй нуклеиновой кислоты, кодирующей нуклеазный агент, который стимулирует гомологичную рекомбинацию между направляющим вектором и целевым геномным локусом в плюрипотентной крысиной клетке.[00558] 70. A method according to any one of embodiments 51-69, characterized in that the introduction step (a) further comprises the introduction of a second nucleic acid encoding a nuclease agent that stimulates homologous recombination between the targeting vector and the target genomic locus in a pluripotent rat cage.

[00559] 71. Способ по варианту реализации изобретения 70, отличающийся тем, что нуклеазный агент включает химерный белок, содержащий цинк-пальцевый ДНК-связывающий домен, слитый с эндонуклеазой FokI.[00559] 71. The method of embodiment 70, wherein the nuclease agent comprises a chimeric protein comprising a zinc finger DNA binding domain fused to a FokI endonuclease.

[00560] 72. Способ по варианту реализации изобретения 71, отличающийся тем, что указанный способ приводит к биаллельной модификации целевого геномного локуса.[00560] 72. A method according to embodiment 71, wherein said method results in a biallelic modification of the target genomic locus.

[00561] 73. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 51-70, отличающийся тем, что этап внесения (а) дополнительно включает внесение в плюрипотентную крысиную клетку: (i) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеотидной последовательностью, кодирующей ассоциированный с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами (CRISPR), белок (Cas), (ii) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с целевой геномной последовательностью, связанной с направляющей РНК (нРНК), при этом целевая геномная последовательность непосредственно фланкируется в 3' конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[00561] 73. A method according to any one of embodiments 51-70, wherein the step of introducing (a) further comprises introducing into a pluripotent rat cell: (i) a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a first nucleotide sequence coding for a protein (Cas) associated with short palindromic repeats, regularly spaced groups (CRISPR), (ii) a second expression construct containing a second promoter operably linked to a target genomic sequence linked to a guide RNA (nRNA), while the target genomic the sequence is immediately flanked at the 3 'end by a protospacer-adjacent motif sequence (PAM).

[00562] 74. Способ по варианту реализации изобретения 73, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит нуклеотидную последовательность SEQ Ш №1.[00562] 74. The method of embodiment 73, wherein the genomic locus of interest comprises the nucleotide sequence of SEQ ID No. 1.

[00563] 75. Способ по варианту реализации изобретения 73 или 74, отличающийся тем, что нРНК содержит третью нуклеотидную последовательность, кодирующую РНК коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами (CRISPR) (crРНК), и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrРНК).[00563] 75. The method of embodiment 73 or 74, wherein the nRNA comprises a third nucleotide sequence encoding RNA of short palindromic repeats in regular clusters (CRISPR) (crRNA) and trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA).

[00564] 76. Способ по варианту реализации изобретения 73, отличающийся тем, что белок Cas представляет собой Cas9.[00564] 76. The method of embodiment 73, wherein the Cas protein is Cas9.

[00565] 77. Способ по варианту реализации изобретения 73, 74 или 75, отличающийся тем, что нРНК содержит: (а) химерную РНК из нуклеотидной последовательности SEQ ID №2; или (b) химерную РНК из нуклеотидной последовательности SEQ ID №3.[00565] 77. A method according to embodiment 73, 74, or 75, wherein the nRNA comprises: (a) a chimeric RNA from the nucleotide sequence of SEQ ID No. 2; or (b) chimeric RNA from the nucleotide sequence of SEQ ID No. 3.

[00566] 78. Способ по варианту реализации изобретения 75, отличающийся тем, что crРНК содержит SEQ ID №4; SEQ ID №5; или SEQ ID №6.[00566] 78. The method of embodiment 75, wherein the crRNA comprises SEQ ID No. 4; SEQ ID No. 5; or SEQ ID No. 6.

[00567] 79. Способ по варианту реализации изобретения 75, отличающийся тем, что tracrРНК содержит SEQ ID №7 или SEQ ID №8.[00567] 79. The method of embodiment 75, wherein the tracrRNA comprises SEQ ID No. 7 or SEQ ID No. 8.

[00568] 80. Крыса или крысиная клетка по любому из вариантов реализации изобретения 35-50, отличающаяся тем, что крыса или крысиная клетка содержит направленные генетические модификации в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма, локусе АроЕ, локусе Rag1, локусе Rag2 и/или локусе Rag2/Rag1.[00568] 80. A rat or rat cell according to any one of embodiments 35-50, wherein the rat or rat cell contains targeted genetic modifications at the interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus and / or locus Rag2 / Rag1.

[00569] 81. Крыса или крысиная клетка по варианту реализации изобретения 80, отличающаяся тем, что крыса или крысиная клетка содержит направленные генетические модификации в локусе рецептора интерлейкина-2 гамма и локусе Rag2/Rag1.[00569] 81. A rat or rat cell of embodiment 80, wherein the rat or rat cell contains targeted genetic modifications at the interleukin-2 gamma receptor locus and the Rag2 / Rag1 locus.

[00570] Дополнительные неограничивающие варианты реализации изобретения включают:[00570] Additional non-limiting embodiments of the invention include:

[00571] 1. Способ модификации представляющего интерес геномного локуса в эукариотической клетке, включающий: (а) внесение в эукариотическую клетку: (i) крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, при этом LTVEC содержит по меньшей мере 10 т.п.о.; (ii) первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas, (iii) второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей направляющую РНК (нРНК), содержащую нуклеотидную последовательность, которая гибридизируется с целевой последовательностью, и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrРНК), при этом первый и второй промоторы активны в эукариотической клетке; и (b) выявление модифицированной эукариотической клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[00571] 1. A method for modifying a genomic locus of interest in a eukaryotic cell, comprising: (a) introducing into a eukaryotic cell: (i) a large targeting vector (LTVEC) containing a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm , wherein the LTVEC contains at least 10 kb; (ii) a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein, (iii) a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding a guide RNA (nRNA) containing a nucleotide sequence , which hybridizes with the target sequence, and trans-activating RNA CRISPR (tracrRNA), while the first and second promoters are active in a eukaryotic cell; and (b) identifying a modified eukaryotic cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[00572] 2. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация является биаллельной генетической модификацией.[00572] 2. A method according to embodiment 1, wherein the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification.

[00573] 3. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о.[00573] 3. The method of embodiment 1, wherein the LTVEC is at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb. at least 40 kbp, at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp .on. or at least 90 kb.

[00574] 4. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что LTVEC составляет по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00574] 4. The method of embodiment 1, wherein the LTVEC is at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[00575] 5. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что эукариотическая клетка является клеткой млекопитающего.[00575] 5. A method according to embodiment 1, wherein the eukaryotic cell is a mammalian cell.

[00576] 6. Способ по варианту реализации изобретения 5, отличающийся тем, что клетка млекопитающего является фибробластом.[00576] 6. A method according to embodiment 5, wherein the mammalian cell is a fibroblast.

[00577] 7. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что эукариотическая клетка является плюрипотентной клеткой.[00577] 7. A method according to embodiment 1, wherein the eukaryotic cell is a pluripotent cell.

[00578] 8. Способ по варианту реализации изобретения 7, отличающийся тем, что плюрипотентная клетка является человеческой плюрипотентной клеткой.[00578] 8. The method of embodiment 7, wherein the pluripotent cell is a human pluripotent cell.

[00579] 9. Способ по варианту реализации изобретения 8, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой или человеческой взрослой стволовой клеткой.[00579] 9. The method of embodiment 8, wherein the human pluripotent cell is a human embryonic stem (ES) cell or a human adult stem cell.

[00580] 10. Способ по варианту реализации изобретения 8, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой клеткой- предшественником с ограниченным развитием.[00580] 10. The method of embodiment 8, wherein the human pluripotent cell is a developmentally limited human progenitor cell.

[00581] 11. Способ по варианту реализации изобретения 8, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой.[00581] 11. The method of embodiment 8, wherein the human pluripotent cell is a human induced pluripotent stem (iPS) cell.

[00582] 12. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что белок Cas представляет собой Cas9.[00582] 12. The method of embodiment 1, wherein the Cas protein is Cas9.

[00583] 13. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что целевая последовательность непосредственно фланкируется в 3' конце последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[00583] 13. The method of embodiment 1, wherein the target sequence is directly flanked at the 3 'end by a protospacer adjacent motif sequence (PAM).

[00584] 14. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 150 т.п.о.[00584] 14. The method of embodiment 1, wherein the 5 'and 3' homology arms total between about 10 kbp. up to about 150 kbp

[00585] 15. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[00585] 15. The method of embodiment 1, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[00586] 16. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности; (е) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с промотором, активным в плюрипотентной клетке; или (j) их комбинацию.[00586] 16. A method according to embodiment 1, wherein the targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a promoter active in the pluripotent cell; or (j) a combination of both.

[00587] 17. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит (i) 5' целевую последовательность, которая гомологична 5' плечу гомологии; и (ii) 3' целевую последовательность, которая гомологична 3' плечу гомологии.[00587] 17. The method of embodiment 1, wherein the genomic locus of interest comprises (i) a 5 'target sequence that is homologous to the 5' arm of homology; and (ii) a 3 'target sequence that is homologous to the 3' homology arm.

[00588] 18. Способ по варианту реализации изобретения 17, отличающийся тем, что 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о.[00588] 18. The method of embodiment 17, wherein the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 ppm.

[00589] 19. Способ по варианту реализации изобретения 17, отличающийся тем, что 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[00589] 19. The method of embodiment 17, wherein the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, by at least at least 10 kb, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, at least 40 kb. but less than 60 kb, at least 60 kb, but less than 80 kb, at least about 80 kb, but less than 100 kb, at least 100 kb but less than 150 kb, or at least 150 kb but less than 200 kb at least about 200 kb but less than about 300 kb, at least about 300 kb but less than about 400 kb ., at least about 400 kbp, but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1 ppm but less than about 1.5 ppm, at least about 1.5 ppm but less than about 2 ppm ., at least about 2 p.o., but less than h it is about 2.5 mpo, or at least about 2.5 mpo, but less than about 3 mpo.

[00590] 20. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2 или оба локуса Rag1 и Rag2.[00590] 20. The method of embodiment 1, wherein the genomic locus of interest comprises an interleukin-2 gamma receptor locus, an ApoE locus, a Rag1 locus, a Rag2 locus, or both Rag1 and Rag2.

[00591] 21. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00591] 21. A method according to embodiment 1, wherein the first and second expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[00592] 22. Способ модификации генома, включающий воздействие на геном белком Cas и РЫК CRISPR в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 10 т.п.о., при этом после воздействия белка Cas, РНК CRISPR и LTVEC происходит модификация генома так, чтобы он содержал нуклеотидную последовательность по меньшей мере из 10 т.п.о.[00592] 22. A method for modifying a genome, comprising exposing the genome to the Cas protein and PLC CRISPR in the presence of a large targeting vector (LTVEC) containing a nucleotide sequence of at least 10 kb, while after exposure to the Cas protein, RNA CRISPR and LTVEC modifies the genome so that it contains a nucleotide sequence of at least 10 kb.

[00593] 23. Способ по варианту реализации изобретения 22, отличающийся тем, что LTVEC содержит нуклеотидную последовательность из по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о.[00593] 23. The method of embodiment 22, wherein the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kb .about., at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp. or at least 90 kb.

[00594] 24. Способ по варианту реализации изобретения 22, отличающийся тем, что LTVEC содержит нуклеотидную последовательность из по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00594] 24. The method of embodiment 22, wherein the LTVEC comprises a nucleotide sequence of at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[00595] 25. Способ модификации генома, включающий приведение генома в контакт с белком Cas, РНК CRISPR, которая гибридизируется с целевой последовательностью, и tracrРНК в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC), при этом LTVEC составляет по меньшей мере 10 т.п.о. и содержит первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии, а после контакта с белком Cas, РНК CRISPR и tracrРНК в присутствии LTVEC, происходит модификация генома в представляющем интерес геномном локусе так, чтобы он содержат первую нуклеиновую кислоту.[00595] 25. A method for modifying a genome comprising contacting the genome with a Cas protein, CRISPR RNA that hybridizes to a target sequence, and tracrRNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC), the LTVEC being at least 10 kb. O. and contains the first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm, and upon contact with Cas protein, CRISPR RNA and tracrRNA in the presence of LTVEC, the genome is modified at the genomic locus of interest to contain the first nucleic acid.

[00596] 26. Способ по варианту реализации изобретения 25, отличающийся тем, что геном находится в эукариотической клетке, а белок Cas, РНК CRISPR, tracrРНК и LTVEC вносят в эукариотческую клетку.[00596] 26. A method according to embodiment 25, wherein the genome is in a eukaryotic cell and the Cas protein, CRISPR RNA, tracrRNA, and LTVEC are introduced into the eukaryotic cell.

[00597] 27. Способ по варианту реализации изобретения 26, дополнительно включающий выявление модифицированной эукариотической клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[00597] 27. The method of embodiment 26, further comprising detecting a modified eukaryotic cell containing a targeted genetic modification at a genomic locus of interest.

[00598] 28. Способ по варианту реализации изобретения 26 или 27, отличающийся тем, что РНК CRISPR и tracrРНК вносят вместе в форме одной направляющей РНК (нРНК).[00598] 28. A method according to embodiment 26 or 27, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in the form of a single guide RNA (nRNA).

[00599] 29. Способ по варианту реализации изобретения 26 или 27, отличающийся тем, что РНК CRISPR и tracrРНК вносят отдельно.[00599] 29. A method according to embodiment 26 or 27, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are introduced separately.

[00600] 30. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 26-29, отличающийся тем, что: (а) белок Cas вносят в эукариотическую клетку в форме белка, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas, или ДНК, кодирующей белок Cas; (b) РНК CRISPR вносят в эукариотическую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей РНК CRISPR; и (с) tracrРНК вносят в эукариотическую клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей tracrРНК.[00600] 30. A method according to any one of embodiments 26-29, characterized in that: (a) the Cas protein is introduced into the eukaryotic cell in the form of a protein, messenger RNA (mRNA) encoding the Cas protein, or DNA encoding the Cas protein ; (b) CRISPR RNA is introduced into a eukaryotic cell in the form of RNA or DNA encoding CRISPR RNA; and (c) tracrRNA is introduced into a eukaryotic cell in the form of RNA or DNA encoding tracrRNA.

[00601] 31. Способ по варианту реализации изобретения 30, отличающийся тем, что белок Cas, РНК CRISPR и tracrРНК вносят в эукариотическую клетку в виде комплекса белок-РНК.[00601] 31. A method according to embodiment 30, wherein the Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA are introduced into a eukaryotic cell as a protein-RNA complex.

[00602] 32. Способ по варианту реализации изобретения 30, отличающийся тем, что: (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и (с) ДНК, кодирующая tracrРНК, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrРНК, при этом первый, второй и третий промоторы активны в эукариотической клетке.[00602] 32. A method according to embodiment 30, wherein: (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein; (b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a fourth nucleic acid encoding tracrRNA, the first, second and third promoters being active in a eukaryotic cell.

[00603] 33. Способ по варианту реализации изобретения 32, отличающийся тем, что первая, вторая и/или третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00603] 33. A method according to embodiment 32, wherein the first, second and / or third expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[00604] 34. Способ по варианту реализации изобретения 32, отличающийся тем, что: (а) ДНК, кодирующая белок С as, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; и (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrРНК, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей нРНК, содержащую РНК CRISPR и tracrРНК; при этом первый и второй промоторы активны в эукариотической клетке.[00604] 34. The method according to embodiment 32, characterized in that: (a) the DNA encoding the C as protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein; and (b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding an nRNA comprising CRISPR RNA and tracrRNA; the first and second promoters are active in the eukaryotic cell.

[00605] 35. Способ по варианту реализации изобретения 34, отличающийся тем, что первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00605] 35. A method according to embodiment 34, wherein the first and second expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[00606] 36. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 27-35, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус.[00606] 36. A method according to any one of embodiments 27-35, wherein the targeted genetic modification comprises simultaneously removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and inserting a first nucleic acid at a genomic locus of interest.

[00607] 37. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 27-36, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация является биаллельной генетической модификацией.[00607] 37. A method according to any one of embodiments 27-36, wherein the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification.

[00608] 38. Способ по варианту реализации изобретения 37, отличающийся тем, что биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах[00608] 38. A method according to embodiment 37, wherein the biallelic genetic modification comprises removing an endogenous nucleotide sequence and inserting a first nucleic acid at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes

[00609] 39. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 27-36, отличающийся тем, что модифицированная эукариотическая клетка является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе. [00609] 39. A method according to any one of embodiments 27-36, wherein the modified eukaryotic cell is hemizygous at the genomic locus of interest.

[00610] 40. Способ по варианту реализации изобретения 39, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты.[00610] 40. The method of embodiment 39, wherein targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome comprises removing an endogenous nucleotide sequence and inserting a first nucleic acid.

[00611] 41. Способ по варианту реализации изобретения 39, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме.[00611] 41. The method of embodiment 39, wherein the targeted genetic modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting the first nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome.

[00612] 42. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-41, отличающийся тем, что LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о. или по меньшей мере 90 т.п.о.[00612] 42. A method according to any one of embodiments 25-41, wherein the LTVEC is at least 15 kb, at least 20 kb, at least 30 kb. bp, at least 40 kb, at least 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kbp. or at least 90 kb.

[00613] 43. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-42, отличающийся тем, что LTVEC составляет по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00613] 43. A method according to any one of embodiments 25-42, wherein the LTVEC is at least 100 kb, at least 150 kb. or at least 200 kbp.

[00614] 44. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-43, отличающийся тем, что первая нуклеиновая кислота составляет по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 200 т.п.о., по меньшей мере 250 т.п.о. или по меньшей мере 300 т.п.о.[00614] 44. A method according to any one of embodiments 25-43, wherein the first nucleic acid is at least 20 kb, at least 30 kb, at least 40 kbp, at least 50 kbp, at least 60 kbp, at least 70 kbp, at least 80 kbp at least 90 kbp, at least 100 kbp, at least 150 kbp, at least 200 kbp, at least 250 tonnes .on. or at least 300 kbp.

[00615] 45. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 26-44, отличающийся тем, что эукариотическая клетка является клеткой млекопитающего.[00615] 45. A method according to any one of embodiments 26-44, wherein the eukaryotic cell is a mammalian cell.

[00616] 46. Способ по варианту реализации изобретения 45, отличающийся тем, что клетка млекопитающего является фибробластом.[00616] 46. A method according to embodiment 45, wherein the mammalian cell is a fibroblast.

[00617] 47. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 26-43, отличающийся тем, что эукариотическая клетка является плюрипотентной клеткой.[00617] 47. A method according to any one of embodiments 26-43, wherein the eukaryotic cell is a pluripotent cell.

[00618] 48. Способ по варианту реализации изобретения 47, отличающийся тем, что плюрипотентная клетка является нечеловеческой плюрипотентной клеткой.[00618] 48. The method of embodiment 47, wherein the pluripotent cell is a non-human pluripotent cell.

[00619] 49. Способ по варианту реализации изобретения 48, отличающийся тем, что нечеловеческая плюрипотентная клетка является плюрипотентной клеткой грызуна.[00619] 49. The method of embodiment 48, wherein the non-human pluripotent cell is a rodent pluripotent cell.

[00620] 50. Способ по варианту реализации изобретения 49, отличающийся тем, что плюрипотентная клетка грызуна является мышиной или крысиной эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой.[00620] 50. The method of embodiment 49, wherein the rodent pluripotent cell is a mouse or rat embryonic stem (ES) cell.

[00621] 51. Способ по варианту реализации изобретения 47, отличающийся тем, что плюрипотентная клетка является человеческой плюрипотентной клеткой.[00621] 51. The method of embodiment 47, wherein the pluripotent cell is a human pluripotent cell.

[00622] 52. Способ по варианту реализации изобретения 51, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой эмбриональной стволовой (ЭС) клеткой или человеческой взрослой стволовой клеткой.[00622] 52. The method of embodiment 51, wherein the human pluripotent cell is a human embryonic stem (ES) cell or a human adult stem cell.

[00623] 53. Способ по варианту реализации изобретения 51, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой клеткой-предшественником с ограниченным развитием.[00623] 53. The method of embodiment 51, wherein the human pluripotent cell is a developmentally restricted human progenitor cell.

[00624] 54. Способ по варианту реализации изобретения 51, отличающийся тем, что человеческая плюрипотентная клетка является человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой (иПС) клеткой.[00624] 54. The method of embodiment 51, wherein the human pluripotent cell is a human induced pluripotent stem (iPS) cell.

[00625] 55. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-54, отличающийся тем, что белок Cas представляет собой Cas9.[00625] 55. The method of any one of embodiments 25-54, wherein the Cas protein is Cas9.

[00626] 56. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-55, отличающийся тем, что целевая последовательность непосредственно фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (РАМ).[00626] 56. A method according to any one of embodiments 25-55, characterized in that the target sequence is directly flanked by the sequence of a protospacer contiguous motif (PAM).

[00627] 57. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-56, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 150 т.п.о.[00627] 57. A method according to any one of embodiments 25-56, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. up to about 150 kbp

[00628] 58. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-57, отличающийся тем, что 5' и 3' плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 120 т.п.о. или от около 120 т.п.о. до 150 т.п.о.[00628] 58. The method of any one of embodiments 25-57, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 120 kbp or from about 120 kb. up to 150 kbp

[00629] 59. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 27-58, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает: (а) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности; (с) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о. или от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 400 т.п.о., от около 400 т.п.о. до около 500 т.п.о., от около 500 т.п.о. до около 1 м.п.о., от около 1 м.п.о. до около 1,5 м.п.о., от около 1,5 м.п.о. до около 2 м.п.о., от около 2 м.п.о. до около 2,5 м.п.о. или от около 2,5 м.п.о. до около 3 м.п.о.; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности; (е) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от около 5 т.п.о. до около 10 т.п.о., от около 10 т.п.о. до около 20 т.п.о., от около 20 т.п.о. до около 40 т.п.о., от около 40 т.п.о. до около 60 т.п.о., от около 60 т.п.о. до около 80 т.п.о., от около 80 т.п.о. до около 100 т.п.о., от около 100 т.п.о. до около 150 т.п.о., от около 150 т.п.о. до около 200 т.п.о., от около 200 т.п.о. до около 250 т.п.о., от около 250 т.п.о. до около 300 т.п.о., от около 300 т.п.о. до около 350 т.п.о. или от около 350 т.п.о. до около 400 т.п.о.; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с промотором, активным в плюрипотентной клетке; или (j) их комбинацию.[00629] 59. A method according to any one of embodiments 27-58, wherein the targeted genetic modification comprises: (a) replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being from about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. up to about 150 kbp or from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. to about 400 kbp, from about 400 kbp. to about 500 kbp, from about 500 kbp. up to about 1 m.p., from about 1 m.p. up to about 1.5 mpo, from about 1.5 mpo. up to about 2 m.p., from about 2 m.p. up to about 2.5 m.p. or from about 2.5 m.p. up to about 3 m.p .; (d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of about 5 kb. to about 10 kbp, from about 10 kbp. to about 20 kb, from about 20 kb. to about 40 kbp, from about 40 kbp. to about 60 kbp, from about 60 kbp. to about 80 kbp, from about 80 kbp. to about 100 kbp, from about 100 kbp. to about 150 kbp, from about 150 kbp. to about 200 kbp, from about 200 kbp. to about 250 kbp, from about 250 kbp. to about 300 kbp, from about 300 kbp. up to about 350 kbp or from about 350 kbp. up to about 400 kbp; (f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a promoter active in the pluripotent cell; or (j) a combination of both.

[00630] 60. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-59, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит (i) 5' целевую последовательность, которая гомологична 5' плечу гомологии; и (ii) 3' целевую последовательность, которая гомологична 3' плечу гомологии.[00630] 60. A method according to any one of embodiments 25-59, wherein the genomic locus of interest comprises (i) a 5 'target sequence that is homologous to the 5' arm of homology; and (ii) a 3 'target sequence that is homologous to the 3' homology arm.

[00631] 61. Способ по варианту реализации изобретения 60, отличающийся тем, что 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 3 м.п.о.[00631] 61. The method of embodiment 60, wherein the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 3 ppm.

[00632] 62. Способ по варианту реализации изобретения 60, отличающийся тем, что 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 5 т.п.о., но менее чем 10 т.п.о., по меньшей мере 10 т.п.о., но менее чем 20 т.п.о., по меньшей мере 20 т.п.о., но менее чем 40 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., но менее чем 60 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., но менее чем 80 т.п.о., по меньшей мере около 80 т.п.о., но менее чем 100 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., но менее чем 150 т.п.о., или по меньшей мере 150 т.п.о., но менее чем 200 т.п.о., по меньшей мере около 200 т.п.о., но менее чем около 300 т.п.о., по меньшей мере около 300 т.п.о., но менее чем около 400 т.п.о., по меньшей мере около 400 т.п.о., но менее чем около 500 т.п.о., по меньшей мере около 500 т.п.о., но менее чем около 1 м.п.о., по меньшей мере около 1 м.п.о., но менее чем около 1,5 м.п.о., по меньшей мере около 1,5 м.п.о., но менее чем около 2 м.п.о., по меньшей мере около 2 м.п.о., но менее чем около 2,5 м.п.о., или по меньшей мере около 2,5 м.п.о., но менее чем около 3 м.п.о.[00632] 62. The method of embodiment 60, wherein the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 5 kb, but less than 10 kb, by at least at least 10 kb, but less than 20 kb, at least 20 kb, but less than 40 kb, at least 40 kb. but less than 60 kb, at least 60 kb, but less than 80 kb, at least about 80 kb, but less than 100 kb, at least 100 kb but less than 150 kb, or at least 150 kb but less than 200 kb at least about 200 kb but less than about 300 kb, at least about 300 kb but less than about 400 kb ., at least about 400 kbp, but less than about 500 kbp, at least about 500 kbp, but less than about 1 ppm, at least about 1 ppm but less than about 1.5 ppm, at least about 1.5 ppm but less than about 2 ppm ., at least about 2 p.o., but less than h it is about 2.5 mpo, or at least about 2.5 mpo, but less than about 3 mpo.

[00633] 63. Способ по варианту реализации изобретения 60, отличающийся тем, что 5' целевая последовательность и 3' целевая последовательность разделены по меньшей мере 20 т.п.о., по меньшей мере 30 т.п.о., по меньшей мере 40 т.п.о., по меньшей мере 50 т.п.о., по меньшей мере 60 т.п.о., по меньшей мере 70 т.п.о., по меньшей мере 80 т.п.о., по меньшей мере 90 т.п.о., по меньшей мере 100 т.п.о., по меньшей мере 110 т.п.о., по меньшей мере 120 т.п.о., по меньшей мере 130 т.п.о., по меньшей мере 140 т.п.о., по меньшей мере 150 т.п.о., по меньшей мере 160 т.п.о., по меньшей мере 170 т.п.о., по меньшей мере 180 т.п.о., по меньшей мере 190 т.п.о. или по меньшей мере 200 т.п.о.[00633] 63. The method of embodiment 60, wherein the 5 'target sequence and 3' target sequence are separated by at least 20 kb, at least 30 kb, at least at least 40 kb, at least 50 kb, at least 60 kb, at least 70 kb, at least 80 kb so at least 90 kb, at least 100 kb, at least 110 kb, at least 120 kb, at least 130 kb, at least 140 kb, at least 150 kb, at least 160 kb, at least 170 kb ., at least 180 kbp, at least 190 kbp. or at least 200 kbp.

[00634] 64. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-63, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит локус рецептора интерлейкина-2 гамма, локус АроЕ, локус Rag1, локус Rag2 или оба локус a Rag1 и Rag2.[00634] 64. A method according to any one of embodiments 25-63, wherein the genomic locus of interest comprises an interleukin-2 gamma receptor locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus, or both a Rag1 and Rag2 locus.

[00635] 65. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-63,[00635] 65. A method according to any one of embodiments 25-63,

отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит локус Adamts5, локус Trpa1, локус Folh1 или локус Еrbb4.characterized in that the genomic locus of interest comprises an Adamts5 locus, a Trpa1 locus, a Folh1 locus or an Erbb4 locus.

[00636] 66. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 25-63, отличающийся тем, что представляющий интерес геномный локус содержит локус Lrp5.[00636] 66. A method according to any one of embodiments 25-63, wherein the genomic locus of interest comprises an Lrp5 locus.

[00637] 67. Способ получения отличного от человека животного поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе, включающий: (а) приведение в контакт генома в нечеловеческой ЭС клетке с белком Cas, РНК CRISPR и tracrPHK в присутствии крупного направляющего вектора (LTVEC) для формирования модифицированной нечеловеческой ЭС клетки, при этом LTVEC состоит по меньшей мере из 10 т.п.о. и содержит первую нуклеиновую кислоту, фланкируемую 5' плечом гомологии и 3' плечом гомологии; (b) выявление модифицированной нечеловеческой ЭС клетки, содержащей направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе; (с) внесение модифицированной нечеловеческой ЭС клетки в нечеловеческий эмбрион-хозяина; и (d) вынашивание нечеловеческого эмбриона-хозяина суррогатной матерью, при этом суррогатная мать производит отличное от человека животное поколения F0, которое содержит направленную генетическую модификацию в представляющем интерес геномном локусе.[00637] 67. A method of obtaining a non-human animal of the F0 generation, which contains a targeted genetic modification at a genomic locus of interest, comprising: (a) contacting a genome in a non-human ES cell with a Cas protein, CRISPR RNA and tracrRNA in the presence of a large targeting vector (LTVEC) for the formation of a modified non-human ES cell, while the LTVEC consists of at least 10 kb. and contains a first nucleic acid flanked by a 5 'homology arm and a 3' homology arm; (b) identifying a modified non-human ES cell containing targeted genetic modification at the genomic locus of interest; (c) introducing a modified non-human ES cell into a non-human host embryo; and (d) bearing a non-human host embryo by a surrogate mother, wherein the surrogate mother produces a non-human F0 generation animal that contains a targeted genetic modification at the genomic locus of interest.

[00638] 68. Способ по варианту реализации изобретения 67, отличающийся тем, что РНК CRISPR и tracrPHK вносят вместе в форме одной направляющей РНК (нРНК).[00638] 68. A method according to embodiment 67, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in the form of a single guide RNA (nRNA).

[00639] 69. Способ по варианту реализации изобретения 67, отличающийся тем, что РНК CRISPR и tracrPHK вносят отдельно.[00639] 69. A method according to embodiment 67, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are added separately.

[00640] 70. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 67-69, отличающийся тем, что: (а) белок Cas вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме белка, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas, или ДНК, кодирующей белок Cas; (b) РНК CRISPR вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей РНК CRISPR; и (с) tracrPHK вносят в нечеловеческую ЭС клетку в форме РНК или ДНК, кодирующей tracrPHK.[00640] 70. A method according to any one of embodiments 67-69, characterized in that: (a) the Cas protein is introduced into a non-human ES cell in the form of a protein, messenger RNA (mRNA) encoding a Cas protein, or DNA encoding a protein Cas; (b) CRISPR RNA is introduced into a non-human ES cell in the form of RNA or DNA encoding CRISPR RNA; and (c) tracrRNA is introduced into a non-human ES cell in the form of RNA or DNA encoding tracrRNA.

[00641] 71. Способ по варианту реализации изобретения 70, отличающийся тем, что белок Cas, РНК CRISPR и tracrPHK вносят в нечеловеческую ЭС клетку в виде комплекса белок-РНК.[00641] 71. A method according to embodiment 70, wherein the Cas protein, CRISPR RNA, and tracrRNA are introduced into a non-human ES cell as a protein-RNA complex.

[00642] 72. Способ по варианту реализации изобретения 70, отличающийся тем, что: (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и (с) ДНК, кодирующая tracrPHK, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с четвертой нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrPHK, при этом первый, второй и третий промоторы активны в нечеловеческой ЭС клетке.[00642] 72. A method according to embodiment 70, wherein: (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein; (b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a fourth nucleic acid encoding tracrRNA, the first, second and third promoters being active in a non-human ES cell.

[00643] 73. Способ по варианту реализации изобретения 72, отличающийся тем, что первая, вторая и/или третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00643] 73. A method according to embodiment 72, wherein the first, second and / or third expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[00644] 74. Способ по варианту реализации изобретения 70, отличающийся тем, что: (а) ДНК, кодирующая белок Cas, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas; и (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrPHK, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей нРНК, содержащую РНК CRISPR и tracrPHK; при этом первый и второй промоторы активны в нечеловеческой ЭС клетке.[00644] 74. A method according to embodiment 70, wherein: (a) the DNA encoding the Cas protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a Cas protein; and (b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a third nucleic acid encoding an nRNA comprising CRISPR RNA and tracrRNA; the first and second promoters are active in the non-human ES cell.

[00645] 75. Способ по варианту реализации изобретения 74, отличающийся тем, что первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты.[00645] 75. The method of embodiment 74, wherein the first and second expression constructs are in the same nucleic acid molecule.

[00646] 76. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 67-75, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус.[00646] 76. A method according to any one of embodiments 67-75, wherein the targeted genetic modification comprises simultaneously removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest and inserting a first nucleic acid at a genomic locus of interest.

[00647] 77. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 67-76, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация является биаллельной генетической модификацией.[00647] 77. A method according to any one of embodiments 67-76, wherein the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification.

[00648] 78. Способ по варианту реализации изобретения 77, отличающийся тем, что биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах.[00648] 78. The method of embodiment 77, wherein the biallelic genetic modification comprises removing an endogenous nucleotide sequence and inserting a first nucleic acid at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes.

[00649] 79. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 67-76, отличающийся тем, что модифицированная нечеловеческая ЭС клетка является гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе.[00649] 79. A method according to any one of embodiments 67-76, wherein the modified non-human ES cell is hemizygous at the genomic locus of interest.

[00650] 80. Способ по варианту реализации изобретения 79, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и вставку первой нуклеиновой кислоты.[00650] 80. A method according to embodiment 79, wherein targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome comprises removing an endogenous nucleotide sequence and inserting a first nucleic acid.

[00651] 81. Способ по варианту реализации изобретения 79, отличающийся тем, что направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в двух гомологичных хромосомах; и (2) вставку первой нуклеиновой кислоты в представляющий интерес геномный локус в первой хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй хромосоме.[00651] 81. The method of embodiment 79, wherein the targeted genetic modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on two homologous chromosomes; and (2) inserting the first nucleic acid at the genomic locus of interest on the first chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second chromosome.

[00652] 82. Способ по любому из вариантов реализации изобретения 67-81, отличающийся тем, что белок Cas представляет собой Cas9.[00652] 82. A method according to any one of embodiments 67-81, wherein the Cas protein is Cas9.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

[00653] Следующие примеры приведены, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие и описание реализации и применения настоящего изобретения, и не предназначены ни для ограничения объема того, что авторы заявляют как свое изобретение, ни для утверждения, что нижеприведенные эксперименты являются всеми или единственными проведенными экспериментами. Были приложены усилия, чтобы гарантировать точность в отношении применяемых чисел (например, количества, температуры и т.д.), но следует учитывать возможность некоторых экспериментальных погрешностей и отклонений. Если не указано иное, доли являются массовыми долями, молекулярная масса является средневесовой молекулярной массой, температура приведена в градусах Цельсия, а давление равно или приближается к атмосферному.[00653] The following examples are provided to provide those skilled in the art with a complete disclosure and description of the implementation and application of the present invention, and are not intended to limit the scope of what the inventors claim as their invention, nor to state that the following experiments are all or the only experiments performed. Efforts have been made to ensure accuracy with respect to the numbers used (eg, quantity, temperature, etc.), but the possibility of some experimental bias and bias should be considered. Unless otherwise indicated, fractions are by weight, molecular weight is weight average molecular weight, temperature is in degrees Celsius, and pressure is at or near atmospheric.

Пример 1. Получение и характеристики крысиных ЭС клетокExample 1. Obtaining and characterization of rat ES cells

1.1. Характеристики крысиных ЭС клеток1.1. Characteristics of rat ES cells

[00654] Как показано на Фигуре 1, крысиные ЭСК растут в виде компактных сферических колоний, которые обычно отделяются и плавают в чашке (крупный план, Фигура 8). Крысиные ЭСК экспрессируют маркеры плюрипотентности, включая Oct-4 (Фигура 2А) и Sox2 (Фигура 2В), и экспрессирует высокие уровни щелочной фосфатазы (Фигура 3). Кариотипом для линии DA.2B является 42X,Y (Фигура 4). Крысиные ЭСК часто становятся тетраплоидными; поэтому проводили предварительный скрининг линий путем подсчета метафазных хромосомных препаратов; затем линии с большинством нормальных результатов формально кариотипировали.[00654] As shown in Figure 1, rat ESCs grow in compact spherical colonies that usually detach and float in the dish (close-up, Figure 8). Rat ESCs express pluripotency markers, including Oct-4 (Figure 2A) and Sox2 (Figure 2B), and express high levels of alkaline phosphatase (Figure 3). The karyotype for line DA.2B is 42X, Y (Figure 4). Rat ESCs often become tetraploid; therefore, a preliminary screening of lines was carried out by counting metaphase chromosomal preparations; the lines with the most normal results were then formally karyotyped.

[00655] От приобретенных на коммерческой основе суперовулированных самок получали бластоцисты ACI. Бластоцисты DA культивировали из замороженных 8-клеточных эмбрионов, приобретенных на коммерческой основе. Блестящую оболочку удаляли при помощи кислоты Тироде; а бластоцисты высевали на митотически инактивированные ФЭМ. Увеличившиеся в размере бластоцисты собирали и размножали стандартными способами. Все бластоцисты высевали, культивировали и размножали, используя среду 2i (Li et al. (2008) Germline competent embryonic stem cells derived from rat blastocysts, Cell 135:1299-1310; в полном объеме включенную в данный документ посредством ссылки).[00655] ACI blastocysts were obtained from commercially purchased superovulated females. DA blastocysts were cultured from commercially purchased frozen 8-cell embryos. The glitter was removed using Tyrode's acid; and blastocysts were plated on mitotically inactivated PEM. The enlarged blastocysts were harvested and propagated by standard methods. All blastocysts were seeded, cultured and propagated using 2i medium (Li et al. (2008) Germline competent embryonic stem cells derived from rat blastocysts, Cell 135: 1299-1310; incorporated herein by reference in its entirety).

Figure 00000012
Figure 00000012

1.2.: Получение крыс1.2 .: Obtaining rats

[00656] Химерных крыс получали путем инъекции в бластоцисты и переноса генома крысиных ЭСК. Химеры, полученные путем микроинъекции в бластоцисты с применением родительских ЭСК крыс ACI.G1, показаны на Фигуре 9. Детеныши агути F1 с однопометными детенышами-альбиносами, полученными от химеры ACI/SD, помеченной звездочкой (*) на Фигуре 9, показаны на Фигуре 10.[00656] Chimeric rats were obtained by injection into blastocysts and genome transfer of rat ESCs. Chimeras obtained by microinjection into blastocysts using parental ESCs of ACI.G1 rats are shown in Figure 9. Agouti F1 pups with albino litter pups obtained from the ACI / SD chimera marked with an asterisk (*) in Figure 9 are shown in Figure 10 ...

Трансмиссия зародышевой линии родительских крысиных ЭСК.Germline transmission of parental rat ESCs.

[00657] Три эуплоидные крысиные линии ЭСК оценивали в отношении плюрипотентности путем микроинъекции в бластоцисты альбиносов SD. Химеры определяли по цвету шкуры агути, который указывает на влияние крысиных ЭСК (смотрите Фигуру 10). В каждой линии для большинства химер наблюдали передачу генома кЭСК потомкам F1 (Таблица 2).[00657] Three euploid rat ESC lines were evaluated for pluripotency by microinjection into SD albino blastocysts. Chimeras were identified by the color of the agouti skin, which indicates the effect of rat ESCs (see Figure 10). In each line, for the majority of chimeras, the genome of cESCs was transferred to F1 descendants (Table 2).

Figure 00000013
Figure 00000013

1.3.: Получение крысиных эмбриональных стволовых клеток1.3 .: Obtaining rat embryonic stem cells

[00658] Протокол суперовуляции, крысы[00658] Superovulation Protocol, rats

[00659] День 0: инъецировали сыворотку жеребой кобылы: ВБ, 20 Е (0,4 мл).[00659] Day 0: Fertile mare serum was injected: WB, 20 U (0.4 ml).

[00660] День 1: без действий[00660] Day 1: no action

[00661] День 2: (через 46 ч): инъецировали hCG, ВБ, 50 Е (1 мл).[00661] Day 2: (after 46 hours): hCG, WB, 50 U (1 ml) were injected.

[00662] - спаривание одиночных самок.[00662] - mating of single females.

[00663] День 3: проверяли копулятивные пробки. Пробки у самок присутствовали. Это соответствует дню 0,5.[00663] Day 3: copulatory plugs were checked. The females had plugs. This corresponds to day 0.5.

[00664] День 6 (т.е. 3,5): Самок умерщвляли и вымывали эмбрионы.[00664] Day 6 (ie 3.5): Females were sacrificed and the embryos were washed away.

[00665] Протокол получения ЭС клеток (суперовуляция)[00665] Protocol for obtaining ES cells (superovulation)

[00666] День 0:[00666] Day 0:

[00667] 1) Умерщвляли самку крысы при помощи СО2.[00667] 1) Killed the female rat with CO 2 .

[00668] 2) Протирали брюшную полость 70% этанолом; при помощи ножниц вскрывали стенку брюшной полости, чтобы получить доступ к внутренним органам.[00668] 2) Wipe the abdomen with 70% ethanol; the abdominal wall was opened with scissors to gain access to the internal organs.

[00669] 3) Вырезали фаллопиевы трубы и рога матки и помещали их в чашку для тканевого культивирования, содержащую теплую среду N2B27. Насколько возможно, вымывали кровь и переносили в новую чашку с N2B27.[00669] 3) The fallopian tubes and uterine horns were excised and placed in a tissue culture dish containing warm N2B27 medium. As far as possible, the blood was washed out and transferred to a new plate with N2B27.

[00670] 4) При помощи 1 мл шприца и тупоконечной иглы 27g пропускали среду через рога матки и фаллопиевы трубы, чтобы извлечь бластоцисты в среду.[00670] 4) Using a 1 ml syringe and a 27g blunt needle, passed the medium through the uterine horns and fallopian tubes to extract the blastocysts into the medium.

[00671] 5) Собирали бластоцисты при помощи пипетки и переносили в чашку для культивирования эмбрионов, содержащую KSOM+2i (1 мкМ PD0325901, 3 мкМ CHIR99021). KSOM является культуральной средой, производимой Millipore. Номер в каталоге MR-106-D.[00671] 5) Blastocysts were collected using a pipette and transferred to an embryo culture dish containing KSOM + 2i (1 μM PD0325901, 3 μM CHIR99021). KSOM is a culture medium manufactured by Millipore. Catalog number MR-106-D.

[00672] 6) Культивировали в течение ночи при 37°; 7,5% СО2.[00672] 6) Cultured overnight at 37 °; 7.5% CO 2 .

[00673] Протокол получения ЭС клеток (замороженные эмбрионы)[00673] Protocol for obtaining ES cells (frozen embryos)

[00674] День 0:[00674] Day 0:

[00675] 1) Размораживали замороженные 8-клеточные эмбрионы (приобретенные на коммерческой основе) в среде М2. Культивировали 10 мин при комнатной температуре.[00675] 1) Thaw frozen 8-cell embryos (commercially purchased) in M2 medium. It was cultivated for 10 min at room temperature.

[00676] 2) Переносили в KSOM+2i и культивировали в течение ночи.[00676] 2) Transferred to KSOM + 2i and cultured overnight.

[00677] Протокол получения ЭС клеток (одинаковый для обоих случаев)[00677] Protocol for obtaining ES cells (the same for both cases)

[00678] День1:[00678] Day1:

[00679] 1) Переносили кавитированные эмбрионы в среду 2i и культивировали в течение ночи.[00679] 1) Cavitated embryos were transferred to medium 2i and cultured overnight.

[00680] 2) Продолжали культивирование некавитированных эмбрионов в KSOM+2i[00680] 2) Continued cultivation of non-cavitated embryos in KSOM + 2i

[00681] День 2:[00681] Day 2:

[00682] 1) Переносили все оставшиеся эмбрионы в среду 2i (вне зависимости от того, являлись ли они кавитированными).[00682] 1) Transfer all the remaining embryos to medium 2i (regardless of whether they were cavitated).

[00683] 2) Культивировали в течение ночи; продолжали культивирование более ранних эмбрионов в среде 2i.[00683] 2) Cultivated overnight; continued cultivation of earlier embryos in 2i medium.

[00684] День 3:[00684] Day 3:

[00685] 1) Переносили эмбрионы на 30 60 секунд в кислоту Тироде, чтобы удалить блестящую оболочку.[00685] 1) Transfer the embryos for 30-60 seconds in Tyrode's acid to remove the zona pellucida.

[00686] 2) Промывали эмбрионы 3х в среде 2i, чтобы удалить кислоту Тироде.[00686] 2) The embryos were washed 3x in 2i medium to remove Tyrode's acid.

[00687] 3) Помещали каждый эмбрион в отдельную лунку 96-луночного питающего планшета (лунки содержали монослой митотически инактивированных фибробластов эмбриона мыши (ФЭМ)).[00687] 3) Place each embryo in a separate well of a 96-well feeding plate (the wells contained a monolayer of mitotically inactivated mouse embryonic fibroblasts (FEM)).

[00688] 4) Культивировали в течение ночи в среде 2i.[00688] 4) Cultivated overnight in medium 2i.

[00689] День 4-5:[00689] Day 4-5:

[00690] 1) Проводили мониторинг высеянных эмбрионов в отношении наличия зародышей (аморфной недифференцированной массы клеток). Зародыши готовы к переносу, когда их размер приблизительно вдвое превышает высеянный эмбрион.[00690] 1) The seeded embryos were monitored for the presence of embryos (amorphous undifferentiated cell mass). The embryos are ready for transfer when they are approximately twice the size of the inoculated embryo.

[00691] 2) Каждый день: удаляли отработанную среду при помощи микропипетки и заменяли свежей средой 2i.[00691] 2) Every day: the spent medium was removed with a micropipette and replaced with fresh medium 2i.

[00692] 3) Переносили зародыши в новые питающие лунки:[00692] 3) Transfer the embryos to new feeding wells:

[00693] а. Удаляли отработанную среду и аккуратно промывали лунку ФСБ.[00693] a. The spent medium was removed and the well was carefully washed with PBS.

[00694] b. Удаляли ФСБ и добавляли 30 мкл 0,05% трипсина; инкубировали в течение 10 минут.[00694] b. PBS was removed and 30 μl of 0.05% trypsin was added; incubated for 10 minutes.

[00695] с. Останавливали реакцию трипсина, добавляя 30 мкл 2i+10% ФБС.[00695] c. The trypsin reaction was stopped by adding 30 μl of 2i + 10% PBS.

[00696] d Аккуратно разделяли клетки при помощи микропипеттора и переносили все содержимое лунки в новую лунку в 24-луночном питающем планшете. Это соответствовало пассажу 1 (Р1).[00696] d Cells were carefully separated using a micropipettor and the entire contents of the well were transferred to a new well in a 24-well feeding plate. This corresponded to passage 1 (P1).

[00697] е. Культивировали в течение ночи в среде 2i.[00697] e. Cultivated overnight in medium 2i.

[00698] День 5-8: (время зависит от того, насколько размножается каждая линия)[00698] Day 5-8: (time depends on how much each line reproduces)

[00699] 1) Каждый день меняли среду (среда 2i) и проводили мониторинг в отношении наличия колоний с морфологией ЭСК.[00699] 1) The medium (medium 2i) was changed every day and monitored for the presence of colonies with ESC morphology.

[00700] 2) После появления колоний продолжили культивирование, пока колонии не достигли ~ 50% конфлюэнтности.[00700] 2) After the appearance of colonies, the culture was continued until the colonies reached ~ 50% confluence.

[00701] 3) Колонии обрабатывали трипсином и пассировали как и ранее; высевали на питающие слои, 1 лунка на линию, в 6-луночный планшет. Это соответствовало пассажу 2 (Р2).[00701] 3) Colonies were trypsinized and passaged as before; were plated on feeding layers, 1 well per line, in a 6-well plate. This corresponded to passage 2 (P2).

[00702] Текущие действия:[00702] Current Activities:

[00703] 1) Продолжали подпитку и мониторинг каждой линии приблизительно до 50% конфлюэнтности.[00703] 1) Continue feeding and monitoring each line to approximately 50% confluence.

[00704] 2) Обрабатывали трипсином как обычно.[00704] 2) Treated with trypsin as usual.

[00705] 3) Останавливали реакцию трипсина при помощи 2i+10% ФБС; осаждали клетки центрифугированием (5', 1200 об/мин в настольной центрифуге Beckman-Coulter).[00705] 3) Stop the trypsin reaction with 2i + 10% PBS; the cells were precipitated by centrifugation (5 ', 1200 rpm in a Beckman-Coulter tabletop centrifuge).

[00706] 4) Отсасывали супернатант и аккуратно пересуспендировали клетки в 400 мкл среды для замораживания (70% 2i, 20% ФБС, 10% ДМСО).[00706] 4) The supernatant was aspirated and the cells were carefully resuspended in 400 μl of freezing medium (70% 2i, 20% PBS, 10% DMSO).

[00707] 5) Распределяли клетки по двум пробиркам и замораживали при -80°. Это соответствовало пассажу 3 (Р3).[00707] 5) Spread the cells into two tubes and frozen at -80 °. This corresponded to passage 3 (P3).

[00708] 6) Для длительного хранения помещали пробирки в жидкий N2.[00708] 6) For long-term storage, the tubes were placed in liquid N 2 .

[00709] Среду 2i готовили как приведено в Таблице 3.[00709] Medium 2i was prepared as shown in Table 3.

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

[00710] Материалы: Сывороточный гонадотропин жеребой кобылы (СГЖК)[00710] Materials: Serum gonadotropin of a colt mare (SGFA)

[00711] Хорионический гонадотропин мочи беременной женщины (ХГЧ)[00711] Chorionic gonadotropin of urine of a pregnant woman (hCG)

[00712] Самки крыс (в возрасте 5-12 недель)[00712] Female rats (5-12 weeks old)

[00713] Самцы крыс (в возрасте от 12 не д. до 8 мес), один на клетку[00713] Male rats (12 weeks to 8 months), one per cage

[00714] Шприцы/иглы[00714] Syringes / needles

[00715] Виварий с включенным светом 6:00-18:00[00715] Vivarium with lights on 6: 00-18: 00

[00716] Процедура:[00716] Procedure:

[00717] День 1: 8:00-10:00 до полудня[00717] Day 1: 8: 00-10: 00 am

[00718] Инъецирование самок 20 ME СГЖК (0,4 мл), ВБ[00718] Injection of females with 20 IU FGFA (0.4 ml), WB

[00719] Удаление неиспользованного СГЖК.[00719] Removal of unused FGFA.

[00720] День 3: 8:00-10:00 до полудня (48 часов после инъекции СГЖК)[00720] Day 3: 8: 00-10: 00 am (48 hours after FGFA injection)

[00721] Инъецирование самок 50 ME ХГЧ (1 мл), ВБ[00721] Injection of females with 50 IU hCG (1 ml), WB

[00722] Размещение одна самка на самца в клетке для спаривания.[00722] Placing one female per male in a mating cage.

[00723] Удаление неиспользованного ХГЧ.[00723] Removal of unused hCG.

[00724] День 4: 8:00-10:00 до полудня (24 часов после инъекции ХГЧ)[00724] Day 4: 8: 00-10: 00 am (24 hours after HCG injection)

[00725] Проверка самок на наличие копулятивных пробок.[00725] Checking females for copulatory plugs.

[00726] Поставщики гормонов[00726] Hormone Suppliers

[00727] CГЖК: Sigma #G-4877 (1000 ME). Пересуспендировали в ФСБ до конечной концентрации [ ] 50 МЕ/мл. Хранили при -20° в 1 мл аликвотах.[00727] FFA: Sigma # G-4877 (1000 ME). Re-suspended in PBS to a final concentration of [] 50 IU / ml. Store at -20 ° in 1 ml aliquots.

[00728] ХГЧ: Sigma #CG-5 (5000 ME). Пересуспендировали в ФСБ до конечной концентрации [ ] 50 МЕ/мл. Хранили при -20° в 1 мл аликвотах.[00728] hCG: Sigma # CG-5 (5000 ME). Re-suspended in PBS to a final concentration of [] 50 IU / ml. Store at -20 ° in 1 ml aliquots.

1.4.: Кариотипирование линий крысиных эмбриональных стволовых клеток1.4 .: Karyotyping of rat embryonic stem cell lines

[00729] Кариотипировали полученные в данном документе линии крысиных ЭС клеток, а результаты обобщены в Таблицах 4-7.[00729] The rat ES cell lines obtained herein were karyotyped and the results are summarized in Tables 4-7.

[00730][00730]

Figure 00000016
Figure 00000016

[00731][00731]

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

[00732][00732]

Figure 00000019
Figure 00000019

[00733][00733]

Figure 00000020
Figure 00000020

1.5.: Электропорация вектора в крысиную эмбриональную стволовую клетку1.5 .: Electroporation of a vector into a rat embryonic stem cell

[00734] 1. Крысиные ЭС клетки пассировали 24-48 ч перед электропорацией.[00734] 1. Rat ES cells were passaged 24-48 hours before electroporation.

[00735] 2. Меняли среду на RVG2i+ROCKi (10 мкМ Y-27632) за 24 ч до электропорации[00735] 2. The medium was changed to RVG2i + ROCKi (10 μM Y-27632) 24 hours before electroporation

[00736] 3. Меняли среду за 30 мин до обработки трипсином.[00736] 3. Change the medium 30 minutes before trypsin treatment.

[00737] 4. Аликвотировали ДНК для электропорации.[00737] 4. DNA was aliquoted for electroporation.

[00738] 5. Позволяли ДНК нагреваться при КТ в течение >10 мин.[00738] 5. Allow the DNA to warm at RT for> 10 min.

[00739] 6. Нагревали ДНК 5 мин при 62°С. Помещали ДНК на лед.[00739] 6. Heat the DNA for 5 min at 62 ° C. Placed DNA on ice.

[00740] 7. Обработанные трипсином клетки:[00740] 7. Trypsinized cells:

[00741] а. Собирали плавающие колонии. Промывали планшет, чтобы собрать как можно больше плавающих клеток.[00741] a. Collected floating colonies. Washed the plate to collect as many floating cells as possible.

[00742] b. Осаждали колонии: 3 мин при 750 об/мин.[00742] b. Colonies were besieged: 3 min at 750 rpm.

[00743] с. Промывали осадок 1х 5-10 мл ФСБ и повторно центрифугировали/осаждали[00743] c. Washed precipitate 1x 5-10 ml PBS and re-centrifuged / precipitated

[00744] d. Отсасывали супернатант; добавляли 500 мкл трипсина, 0,05%+1% куриной сыворотки.[00744] d. The supernatant was aspirated; 500 μl of trypsin, 0.05% + 1% chicken serum was added.

[00745] i. Не набирали более 1 10 см планшета колоний в пробирку. Если во время обработки трипсином на дне пробирки будет находиться слишком много колоний, они будут агрегироваться, и большинство клеток будет потеряно.[00745] i. Do not collect more than 1 10 cm of the colony plate in the test tube. If there are too many colonies at the bottom of the tube during trypsinization, they will aggregate and most cells will be lost.

[00746] е. 4 мин при 37°. Пипетировали колонии несколько раз для минимизации агрегации.[00746] e. 4 min at 37 °. Colonies were pipetted several times to minimize aggregation.

[00747] f. Повторяли этапы 1-2 X: 4 мин при 37°.[00747] f. Steps 1–2 X were repeated: 4 min at 37 °.

[00748] g. Останавливали реакцию трипсина при помощи 500 мкл RVG2i+10%ФБС.[00748] g. The trypsin reaction was stopped with 500 μl RVG2i + 10% PBS.

[00749] 8. Осаждали клетки: 5 мин при 1200 об/мин.[00749] 8. The cells were besieged: 5 minutes at 1200 rpm.

[00750] 9. Пересуспендировали клетки в 10 мл ФСБ. Отсчитывали две 20 мкл аликвоты, чтобы определить общее число клеток.[00750] 9. Re-suspend cells in 10 ml PBS. Two 20 μl aliquots were counted to determine the total number of cells.

[00751] 10. Осаждали клетки (5 мин/1200 об/мин); подсчитывали общее число клеток и общий объем повторной суспензии, чтобы получить правильную концентрацию клеток (цель #/75 мкл буфера ЕР).[00751] 10. Seed cells (5 min / 1200 rpm); the total number of cells and the total volume of resuspension were counted to obtain the correct cell concentration (target # / 75 μl of EP buffer).

[00752] 11. Пересуспендировали в минимальном объеме буфера ЕР; определяли общий объем и доводили до целевого объема буфером ЕР. Буфер для электропорации продается Millipore. Номер в каталоге соответствует ЭС-003-D. Смотрите Valenzuela et al. (2003) Nature Biotechnology 21:652-659, которая включена в данный документ посредством ссылки.[00752] 11. Re-suspend in the minimum volume of EP buffer; the total volume was determined and adjusted to the target volume with EP buffer. Electroporation buffer is sold by Millipore. The catalog number corresponds to ES-003-D. See Valenzuela et al. (2003) Nature Biotechnology 21: 652-659, which is incorporated herein by reference.

[00753] 12. Добавляли 75 мкл клеток в 50 мкл ДНК; переносили 125 мкл раствора клетки/ДНК в одну лунку 48-луночной кюветы ВТХ.[00753] 12. Add 75 μl of cells in 50 μl of DNA; transferred 125 μl of cell / DNA solution into one well of a 48-well BTX cuvette.

[00754] а. Заполняли пустые лунки в той же колонке 125 мкл буфера ЕР.[00754] a. Empty wells in the same column were filled with 125 μl EP buffer.

[00755] 13. Один раз облучали кювету в электропораторе ВТХ:[00755] 13. Once the cuvette was irradiated in the VTX electroporator:

[00756] а. Настройки: 400 В; Ω; 100 мкФ (настройки могут варьироваться)[00756] a. Settings: 400 V; Ω; 100 μF (settings may vary)

[00757] 14. Помещали кювету на лед на 15 мин для восстановления.[00757] 14. Place the cuvette on ice for 15 minutes to recover.

[00758] 15. Переносили клетки в 5 мл RVG2i+10 мкМ ROCKi.[00758] 15. Transfer the cells into 5 ml RVG2i + 10 μM ROCKi.

[00759] 16. Добавляли в 15 см планшет с 20 мл RVG2i+10 мкМ ROCKi. Планшет содержал 2х neoR ФЭМ (или других ФЭМ в зависимости от проекта). Селективный маркер neoR представляет собой ген неомицин фосфо трансфер азы (nео) согласно Beck et al. (1982) Gene, 19:327-36 или патенту США №7205148 или 6596541, которые все включены в данный документ посредством ссылки..[00759] 16. Added to a 15 cm plate with 20 ml RVG2i + 10 μM ROCKi. The tablet contained 2x neoR FEM (or other FEM depending on the project). The neoR selectable marker is the neomycin phospho transferase (neo) gene according to Beck et al. (1982) Gene, 19: 327-36 or US patent No. 7205148 or 6596541, which are all incorporated herein by reference.

[00760] 17. Инкубировали при 37°. Через 48 ч начинали отбор.[00760] 17. Incubated at 37 °. Sampling started after 48 h.

[00761] Ингибитор ROCK представлял собой Y-27632.[00761] The ROCK inhibitor was Y-27632.

1.6: Отбор направленной генетической модификации в крысиной эмбриональной стволовой клетке.1.6: Selection of targeted genetic modification in rat embryonic stem cells.

[00762] 1. Пассировали клетки 24-48 ч перед электропорацией.[00762] 1. Cells were passaged 24-48 hours before electroporation.

[00763] 2. Меняли среду на RVG2i+ROCKi (10 мкМ Y-27632) за 24 ч до электропорации[00763] 2. The medium was changed to RVG2i + ROCKi (10 μM Y-27632) 24 hours before electroporation

[00764] 3. Меняли среду за 30 мин до обработки трипсином.[00764] 3. Change the medium 30 minutes before trypsin treatment.

[00765] 4. Аликвотировали ДНК для электропорации.[00765] 4. DNA was aliquoted for electroporation.

[00766] 5. Позволяли ДНК нагреваться при КТ в течение >10 мин.[00766] 5. Allow the DNA to warm at RT for> 10 min.

[00767] 6. Нагревали ДНК 5 мин при 62°С. Помещали ДНК на лед.[00767] 6. Heat the DNA for 5 min at 62 ° C. Placed DNA on ice.

[00768] 7. Обработанные трипсином клетки:[00768] 7. Trypsinized cells:

[00769] а. Собирали плавающие колонии. Промывали планшет, чтобы собрать как можно больше плавающих клеток.[00769] a. Collected floating colonies. Washed the plate to collect as many floating cells as possible.

[00770] b. Осаждали колонии: 3 мин при 750 об/мин.[00770] b. Colonies were besieged: 3 min at 750 rpm.

[00771] с. Промывали осадок 1х 5-10 мл ФСБ и повторно центрифугировали/осаждали[00771] c. Washed precipitate 1x 5-10 ml PBS and re-centrifuged / precipitated

[00772] d. Отсасывали супернатант; добавляли 500 мкл трипсина, 0,05%+1% куриной сыворотки.[00772] d. The supernatant was aspirated; 500 μl of trypsin, 0.05% + 1% chicken serum was added.

[00773] i. Не набирали более 1 10 см планшета колоний в пробирку. Если во время обработки трипсином на дне пробирки будет находиться слишком много колоний, они будут агрегироваться, и большинство клеток будет потеряно.[00773] i. Do not collect more than 1 10 cm of the colony plate in the test tube. If there are too many colonies at the bottom of the tube during trypsinization, they will aggregate and most cells will be lost.

[00774] е. 4 мин при 37°. Пипетировали колонии несколько раз для минимизации агрегации[00774] e. 4 min at 37 °. Pipette colonies multiple times to minimize aggregation

[00775] f. Повторяли 1-2 X: 4 мин при 37°.[00775] f. Repeated 1-2 X: 4 min at 37 °.

[00776] g. Останавливали реакцию трипсина при помощи 500 мкл RVG2i+10% ФБС.[00776] g. The trypsin reaction was stopped with 500 μl RVG2i + 10% PBS.

[00777] 8. Осаждали клетки: 5 мин при 1200 об/мин.[00777] 8. The cells were besieged: 5 minutes at 1200 rpm.

[00778] 9. Пересуспендировали клетки в 10 мл ФСБ. Отсчитывали две 20 мкл аликвоты, чтобы определить общее число клеток.[00778] 9. Re-suspend cells in 10 ml PBS. Two 20 μl aliquots were counted to determine the total number of cells.

[00779] 10. Осаждали клетки (5 мин/1200 об/мин); подсчитывали общее число клеток и общий объем повторной суспензии, чтобы получить правильную концентрацию клеток (цель #/75 мкл буфера ЕР).[00779] 10. Cells were pelleted (5 min / 1200 rpm); the total number of cells and the total volume of resuspension were counted to obtain the correct cell concentration (target # / 75 μl of EP buffer).

[00780] 11. Пересуспендировали в минимальном объеме буфера ЕР; определяли общий объем и доводили до целевого объема буфером ЕР.[00780] 11. Re-suspend in the minimum volume of EP buffer; the total volume was determined and adjusted to the target volume with EP buffer.

[00781] 12. Добавляли 75 мкл клеток в 50 мкл ДНК; переносили 125 мкл раствора клетки/ДНК в одну лунку 48-луночной кюветы ВТХ.[00781] 12. Add 75 μl of cells in 50 μl of DNA; transferred 125 μl of cell / DNA solution into one well of a 48-well BTX cuvette.

[00782] а. Заполняли пустые лунки в той же колонке 125 мкл буфера ЕР.[00782] a. Empty wells in the same column were filled with 125 μl EP buffer.

[00783] 13. Один раз облучали кювету в электропораторе ВТХ:[00783] 13. Once the cuvette was irradiated in the VTX electroporator:

[00784] а. Настройки: 400 В; 100 мкФ (настройки могут варьироваться)[00784] a. Settings: 400 V; 100 μF (settings may vary)

[00785] 14. Помещали кювету на лед на 15 мин для восстановления.[00785] 14. Place the cuvette on ice for 15 minutes to recover.

[00786] 15. Переносили клетки в 5 мл RVG2i+10 мкМ ROCKi.[00786] 15. Transfer the cells into 5 ml RVG2i + 10 μM ROCKi.

[00787] 16. Добавляли в 15 см планшет с 20 мл RVG2i+10 мкМ ROCKi. Планшет содержал 2х neoR ФЭМ (или других ФЭМ в зависимости от проекта).[00787] 16. Added to a 15 cm plate with 20 ml RVG2i + 10 μM ROCKi. The tablet contained 2x neoR FEM (or other FEM depending on the project).

[00788] 17. Инкубировали при 37°. Через 48 ч начинали отбор.[00788] 17. Incubated at 37 °. Sampling started after 48 h.

[00789] 18. Протокол отбора G418 был следующим:[00789] 18. The G418 selection protocol was as follows:

[00790] а. День 2 (2-й день после ЭП): инкубировали клетки в среде 2i+G418, 75 мкг/мл.[00790] a. Day 2 (day 2 after EP): cells were incubated in 2i + G418 medium, 75 μg / ml.

[00791] b. День 3: инкубировали клетки в среде 2i без G418[00791] b. Day 3: cells were incubated in medium 2i without G418

[00792] с. День 4: инкубировали клетки в среде 2i+G418, 75 мкг/мл.[00792] c. Day 4: cells were incubated in 2i + G418 medium, 75 μg / ml.

[00793] d. День 5: инкубировали клетки в среде 2i без G418[00793] d. Day 5: cells were incubated in medium 2i without G418

[00794] е. День 6: инкубировали клетки в среде 2i+G418, 75 мкг/мл.[00794] e. Day 6: cells were incubated in 2i + G418 medium, 75 μg / ml.

[00795] f. День 7: инкубировали клетки в среде 2i без G418[00795] f. Day 7: cells were incubated in medium 2i without G418

[00796] g. День 8: инкубировали клетки в среде 2i+G418, 75 мкг/мл.[00796] g. Day 8: The cells were incubated in 2i + G418 medium, 75 μg / ml.

[00797] h. День 9: инкубировали клетки в среде 2i без G418[00797] h. Day 9: cells were incubated in medium 2i without G418

[00798] i. День 10: инкубировали клетки в среде 2i+G418, 75 мкг/мл.[00798] i. Day 10: cells were incubated in 2i + G418 medium, 75 μg / ml.

[00799] j. День 11: инкубировали клетки в среде 2i без G418[00799] j. Day 11: cells were incubated in medium 2i without G418

[00800] k. День 12: собирали колонии для размножения для проведения скрининга. Каждую колонию разделяли в 0,05% трипсине+1% куриной сыворотки в течение 10 минут, а затем высевали в 1 лунку 96-луночного питающего планшета.[00800] k. Day 12: Colonies were harvested for propagation for screening. Each colony was split in 0.05% trypsin + 1% chicken serum for 10 minutes and then plated into 1 well of a 96-well feeding plate.

[00801] 19. Размножали колонии в течение 3 дней в среде 2i.[00801] 19. Colonies were propagated for 3 days in medium 2i.

[00802] 20. Пассировали клоны 1:1 в новые 96-луночные питающие планшеты.[00802] 20. Clones were passaged 1: 1 into new 96-well feeding plates.

[00803] 21. Размножали клоны в течение 3 дней в среде 2i.[00803] 21. Propagated clones for 3 days in medium 2i.

[00804] 22. Для каждого клона проводили разделение колоний в трипсине.[00804] 22. Colony separation in trypsin was performed for each clone.

Замораживали 2/3 каждого клона и хранили при -80°; высевали оставшуюся 1/3 в планшеты с ламинином (96-луночные планшеты, покрытые 10 мкг/мл ламинина).μ2/3 of each clone was frozen and stored at -80 °; plated the remaining 1/3 into laminin plates (96-well plates coated with 10 μg / ml laminin).

[00805] 23. Когда планшеты с ламинином достигали конфлюэнтности, переносили их в лабораторию для скрининга для генотипирования клонов.[00805] 23. When laminin plates reached confluency, they were transferred to a screening laboratory for clone genotyping.

1.7. Молекулярный портрет крысиных эмбриональных стволовых клеток1.7. Molecular portrait of rat embryonic stem cells

[00806] Гены, перечисленные в Таблице 8, экспрессировались в 20 раз меньше в крысиных ЭС клетках, чем соответствующие гены в мышиных ЭС клетках. Гены, перечисленные в Таблице 9, экспрессировались на уровне в 20 раз большем в крысиных ЭС клетках, чем соответствующие гены в мышиных ЭС клетках.[00806] The genes listed in Table 8 were expressed 20 times less in rat ES cells than the corresponding genes in mouse ES cells. The genes listed in Table 9 were expressed at a level 20 times greater in rat ES cells than the corresponding genes in murine ES cells.

[00807] Микроматричные данные в Таблицах 8 и 9 были получены следующим образом. Крысиные ЭС клетки (ACI.G2 и DA.2B) и мышиные ЭС клетки (F1H4) культивировали в среде 2i на протяжении 3 пассажей до достижения конфлюэнтности. Клетки F1H4 культивировали на покрытых желатином планшетах в отсутствие подпитки. ЭС клетки мышей F1H4 были получены из гетерозиготных эмбрионов 129S6/SvEvTac и C57BL/6NTac (смотрите, например, патент США №7294754 и Poueymirou, W.T., Auerbach, W., Frendewey, D., Hickey, J.F., Escaravage, J.M., Esau, L., Dore, A.T., Stevens, S., Adams, N.C., Dominguez, M.G., Gale, N.W., Yancopoulos, G.D., DeChiara, T.M., Valenzuela, D.M. (2007), в полном объеме включенные в данный документ посредством ссылки).[00807] The microarray data in Tables 8 and 9 were obtained as follows. Rat ES cells (ACI.G2 and DA.2B) and mouse ES cells (F1H4) were cultured in medium 2i for 3 passages until confluence was achieved. F1H4 cells were cultured on gelatin-coated plates in the absence of feeding. ES cells of F1H4 mice were obtained from heterozygous embryos 129S6 / SvEvTac and C57BL / 6NTac (see, for example, US patent No. 7294754 and Poueymirou, WT, Auerbach, W., Frendewey, D., Hickey, JF, Escaravage, JM, Esau, L., Dore, AT, Stevens, S., Adams, NC, Dominguez, MG, Gale, NW, Yancopoulos, GD, DeChiara, TM, Valenzuela, DM (2007), incorporated herein by reference in their entirety).

[00808] Следующий протокол использовали для приготовления образцов: На 1,5 мл пробирки Эппендорф наносили метки с ID образцов. Клетки, выращенные на планшете, промывали в 37°С фосфатно-солевом буфере (ФСБ). ФСБ удаляли и добавляли 300 мкл Trizol®. Для разрушения клеток в Trizol® (Life Technology) использовали скребок. Лизированные клетки собирали в Trizol® в 1,5 мл пробирку Эппендорф. Клетки, выращенные в суспензии, промывали в 37°С ФСБ и собирали в 1,5 мл пробирку. Клетки центрифугировали; ФСБ удаляли; и добавляли к клеткам 300 мкл Trizol®. Клеточные мембраны разрушали путем пипетирования. Проводили сортинг образцов методом FACS с от 10 до 105 клеток, объем уменьшали концентрированием до менее чем 100 мкл. Добавляли 4 объема буфера для лизиса РНК и смешивали путем пипетирования. Для получения образца добавляли 320 мкл буфера для лизиса РНК к 80 мкл образца. Образцы хранили при 20°С.[00808] The following protocol was used for sample preparation: 1.5 ml Eppendorf tubes were labeled with sample IDs. Cells grown on the plate were washed in 37 ° C phosphate buffered saline (PBS). The PBS was removed and 300 μl Trizol® was added. A scraper was used to disrupt cells in Trizol® (Life Technology). Lysed cells were harvested in Trizol® in a 1.5 ml Eppendorf tube. The cells grown in suspension were washed in 37 ° C PBS and collected in a 1.5 ml tube. The cells were centrifuged; FSB was removed; and added to the cells 300 μl of Trizol®. Cell membranes were disrupted by pipetting. The samples were sorted by FACS from 10 to 105 cells, the volume was reduced by concentration to less than 100 μl. Added 4 volumes of RNA lysis buffer and mixed by pipetting. To obtain a sample, 320 μl of RNA lysis buffer was added to 80 μl of the sample. The samples were stored at 20 ° C.

[00809] Для определения уровня экспрессии мышиных и крысиных генов применяли секвенирование РНК. Результаты секвенирования картировали на мышиный и крысиный контрольный геном при помощи Tophat и подсчитывали RPKM (число фрагментов на тысячу пар оснований экзона на миллион картированных фрагментов) для мышиных и крысиных генов. Гомологичные гены отбирали на основании символа гена, а затем применяли t-критерий, чтобы сравнить уровень экспрессии каждого гена для мышей и крыс. miR-32 входил в 10 наиболее экспрессируемых компонентов в крысиных ЭСК, но не экспрессировался в мышиных ЭС клетках. Хотя сравнительных данных по miR-632 не существует, на основании уровня его экспрессии по сравнению с другими генами, экспрессируемыми в крысиных ЭСК, и его известной функции в эмбриональном развитии miR-632 был выбран в качестве маркера для крысиных ЭС клеток.[00809] RNA sequencing was used to determine the level of expression of murine and rat genes. The sequencing results were mapped to the mouse and rat control genome using Tophat and the RPKM (fragments per thousand base pairs of exon per million mapped fragments) was calculated for the mouse and rat genes. Homologous genes were selected based on the gene symbol, and then a t-test was applied to compare the expression level of each gene in mice and rats. miR-32 was one of the 10 most expressed components in rat ESCs, but was not expressed in mouse ES cells. Although there are no comparative data on miR-632, based on the level of its expression compared to other genes expressed in rat ESCs and its known function in embryonic development, miR-632 was chosen as a marker for rat ES cells.

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Figure 00000035
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

[00812][00812]

Figure 00000037
Figure 00000037

[00813] Также был разработан дополнительный молекулярный портрет с применением маркеров/генов плюрипотентности для крысиных ЭС клеток. В Таблице 11 приведен список геном и их степень экспрессии из данных профилирования РНК. мРНК выделяли из крысиных ЭС клеток и сравнивали уровни экспрессии различных маркеров по отношению друг к другу. Термин «степень» означает сравнительные уровни экспрессии отдельных генов: чем выше степень (наивысшей является 1-ая), тем выше экспрессия. Например, степень Oct4 13 означает, что среди всех анализируемых генов он экспрессировался на более высоком уровне, чем 12 генов. Фоновым значение в этом эксперименте было любое значение экспрессии ниже 30; 6107 генов имели уровень экспрессии 30 и выше.[00813] An additional molecular portrait was also developed using pluripotency markers / genes for rat ES cells. Table 11 lists the genomes and their degree of expression from the RNA profiling data. mRNA was isolated from rat ES cells and the expression levels of various markers were compared with respect to each other. The term "degree" refers to the comparative levels of expression of individual genes: the higher the degree (the highest is the 1st), the higher the expression. For example, the degree Oct4 13 means that among all analyzed genes it was expressed at a higher level than 12 genes. The background value in this experiment was any expression value below 30; 6107 genes had an expression level of 30 and higher.

[00814][00814]

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

Пример 2: Инактивация геномных локусов у крысExample 2: Inactivation of genomic loci in rats

2.1: Инактивация эндогенных геномных локусов при помощи эндонуклеазного агента2.1: Inactivation of endogenous genomic loci by an endonuclease agent

[00815] Чтобы внести мутантный аллель в эндогенный крысиный геномный локус, описанные в данном документе крысиные ЭС клетки электропорируют экспрессионными векторами (или мРНК), которые экспрессируют ZFN 1 и 2 (или TALEN 1 и 2). Эти белки связывают свои целевые последовательности на противоположных цепях, разделенные от около 6 п. о. до около 40 п. о. В целевом локусе образуется двухцепочечный разрыв, который клетки пытаются починить посредством негомологичного соединения концов (НГСК). Во многих случаях НГСК приводит к созданию делеции, которая часто нарушает функционирование гена (наиболее часто вследствие создания мутации со сдвигом рамки). Чтобы выявить мутантный аллель, содержащий положительный клон, электропорированные клетки высевают при низкой плотности, так как отбор по чувствительности к лекарственному препарату не проводится. Колонии собирают и проводят анализ целевого участка, чтобы выяснить, была ли создана мутация (например, при помощи анализа модификации аллеля (МОА), описанного выше). Затем отобранные ЭС клетки, содержащие мутантный аллель, вносят в крысиный эмбрион-хозяина, например, находящийся на стадии пре-морулы или бластоцисты крысиный эмбрион, и имплантируют в матку суррогатной матери, чтобы получить крысу-основательницу (крысу F0). После этого крысу-основательницу скрещивают с крысой дикого типа для получения потомства F1, гетерозиготного в отношении мутантного аллеля. Путем спаривания гетерозиготных крыс F1 можно получить потомство, гомозиготное в отношении мутантного аллеля.[00815] To introduce a mutant allele into an endogenous rat genomic locus, the rat ES cells described herein are electroporated with expression vectors (or mRNA) that express ZFN 1 and 2 (or TALEN 1 and 2). These proteins bind their target sequences on opposite strands separated by about 6 bp. up to about 40 p. A double-stranded break is formed at the target locus, which the cells try to repair through non-homologous end joining (NHSC). In many cases, IHSC creates a deletion that often disrupts the function of the gene (most often due to the creation of a frameshift mutation). To identify a mutant allele containing a positive clone, electroporated cells are plated at low density, as drug susceptibility screening is not performed. Colonies are harvested and target site analysis is performed to determine if a mutation has been created (eg, by allele modification analysis (MOA) described above). The selected ES cells containing the mutant allele are then introduced into a rat host embryo, for example, a pre-morula or blastocyst rat embryo, and implanted into the uterus of a surrogate mother to obtain a founder rat (F0 rat). Thereafter, the founding rat is crossed with the wild-type rat to produce F1 offspring heterozygous for the mutant allele. By mating heterozygous F1 rats, progeny homozygous for the mutant allele can be obtained.

2.2.: Таргетирование крысиных ЭСК для инактивации гена крысиного аполипопротеина Е (АроЕ) при помощи цинк-пальцевых нуклеаз2.2 .: Targeting rat ESCs to inactivate the rat apolipoprotein E (ApoE) gene using zinc finger nucleases

[00816] Цинк-пальцевые нуклеазы используют специфические к последовательности модулярные ДНК-связывающие домены, чтобы направлять активность эндонуклеаз на определенную целевую последовательность в геноме. ZFN сконструированы в виде пары мономеров. Каждый мономер содержит неспецифический домен расщепления из эндонуклеазы FokI, слитый с 3 или более цинк-пальцевыми ДНК-связывающими доменами. Каждый цинковый палец связывает субсайт из 3 п.о., а специфичность достигается путем комбинирования целевых участков обоих мономеров. ZFN создают двух цепочечные разрывы (ДЦР) в ДНК, и во время негомологичного соединения концов (НГСК) часто возникают мутации (вставки или делеции). Фигура 15 иллюстрирует механизм, посредством которого редактирующие геном эндонуклеазы, такие как ZFN и TALEN, вносят двухцепочечные разрывы в целевую геномную последовательность и активируют в клетке НГСК. ДЦР часто стимулируют направляемую гомологией репарацию (НГР) путем гомологичной рекомбинации, если донорная последовательность содержит ZFN.[00816] Zinc finger nucleases use sequence-specific modular DNA-binding domains to direct endonuclease activity to a specific target sequence in the genome. ZFNs are designed as a pair of monomers. Each monomer contains a nonspecific FokI endonuclease cleavage domain fused to 3 or more zinc finger DNA binding domains. Each zinc finger binds a 3 bp subsite, and specificity is achieved by combining the target sites of both monomers. ZFNs create double strand breaks (DSBs) in DNA, and mutations (insertions or deletions) often occur during non-homologous end-joining (NHSC). Figure 15 illustrates the mechanism by which genome-editing endonucleases such as ZFN and TALEN introduce double-stranded breaks in the target genomic sequence and activate NGSCs in the cell. DSBs are often stimulated by homology-directed repair (HGR) by homologous recombination if the donor sequence contains ZFN.

[00817] Такие ZFN применяли в комбинации с описанными в данном документе различными способами и композициями для улучшения эффективности таргетирования. Таргетирование крысиного локуса аполипопротеина Е (АроЕ) проводили так, как описано в Примере 3.2(a)(i), за исключением того, что экспрессионные векторы, которые экспрессируют ZFN 1 и 2, также вносили в крысиные ЭС клетки. Смотрите Фигуру 11, на которой приведена схема таргетирования АроЕ в комбинации с rTZFN1P и rTZFN2P. Эффективность таргетирования определяли так, как обсуждается ниже в Примере 5, а результаты приведены в Таблице 12. Для проведения скрининга в отношении гетерозиготного таргетирования, гомозиготного таргетирования и «смешанных» пар (например, компаунд-гетерозиготного таргетирования) применяли специфические праймеры и зонды для определения генотипа. Неожиданно, эффективность таргетирования возросла в 8-10 раз.[00817] Such ZFNs have been used in combination with various methods and compositions described herein to improve targeting efficacy. Targeting of the rat apolipoprotein E (ApoE) locus was performed as described in Example 3.2 (a) (i), except that expression vectors that express ZFN 1 and 2 were also introduced into rat ES cells. See Figure 11 for a schematic of targeting ApoE in combination with rTZFN1P and rTZFN2P. The targeting efficacy was determined as discussed below in Example 5, and the results are shown in Table 12. For screening for heterozygous targeting, homozygous targeting and "mixed" pairs (eg, compound-heterozygous targeting), specific primers and probes were used to determine ... Unexpectedly, targeting efficiency increased 8-10 times.

[00818][00818]

Figure 00000040
Figure 00000040

[00819] Плазмидный направляющий вектор конструировали с самоуничтожающейся кассетой отбора по чувствительности к лекарственному препарату и геном lacZ в качестве репортерного гена (смотрите Фигуру 14, иллюстрирующую гомологичную и негомологичную рекомбинацию, которая может происходить после электропорации направляющего вектора, содержащего селекционную кассету). Была достигнута хорошая эффективность таргетирования и получены химеры с высоким %. Также исследовали цинк-пальцевые нуклеазы (ZFN) в комбинации с направляющими векторами, чтобы изучить их влияние на улучшение эффективности таргетирования (смотрите Фигуру 16, иллюстрирующую метод таргетирования генов с применением ZFN или TALEN для улучшения эффективности гомологичной рекомбинации направляющего вектора). Направляющий вектор коэкспрессировался с экспрессионными векторами для 2 пар ZFN, которые разрезают локус АроЕ. Клоны крысиных ЭСК, электропорированные как направляющим вектором, так и группой ZFN, демонстрировали эффективность таргетирования в 8-10 раз выше, чем клоны крысиных ЭСК, электропорированные только направляющим вектором. Кроме того, было выявлено биаллельное гомозиготное таргетирование приблизительно в 2% клонов. Из этих двух таргетированных клонов были получены химеры с высоким %.[00819] A plasmid guide vector was constructed with a self-destructive drug sensitivity selection cassette and the lacZ gene as a reporter gene (see Figure 14 illustrating the homologous and non-homologous recombination that can occur after electroporation of the guide vector containing the selection cassette). Good targeting efficiency was achieved and high% chimeras were obtained. Zinc finger nucleases (ZFN) were also investigated in combination with targeting vectors to study their effect on improving targeting efficiency (see Figure 16 illustrating a gene targeting method using ZFN or TALEN to improve the efficiency of homologous targeting vector recombination). The targeting vector was co-expressed with 2-pair ZFN expression vectors that cut the ApoE locus. Rat ESC clones electroporated with both the targeting vector and the ZFN group showed targeting efficiency 8-10 times higher than the rat ESC clones electroporated with the targeting vector alone. In addition, biallelic homozygous targeting was detected in approximately 2% of clones. High% chimeras were generated from these two targeted clones.

[00820] Проводили микроинъекцию клонов крысиных ЭСК с таргетированным АроЕ (при помощи ZFN) в бластоцисты SD, которые затем переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов SD, используя стандартные методы. Химеры определяли по цвету шкуры (смотрите Фигуру 17, иллюстрирующую химер ApoE-ZFN-AB5 (т.е. химер АроЕ-/-); самцов химер F0 скрещивали с самками SD. Детенышей зародышевой линии F1 генотипировали в отношении наличия таргетированного аллеля АроЕ (Таблица 13). Из этих двух таргетированных клонов были получены химеры с высоким %.[00820] Clones of rat ESCs with targeted ApoE (using ZFN) were microinjected into SD blastocysts, which were then transferred into pseudopregnant SD female recipients using standard methods. Chimeras were identified by skin color (see Figure 17 illustrating ApoE-ZFN-AB5 chimeras (i.e. ApoE - / - chimeras); male F0 chimeras were crossed with SD females. F1 germline pups were genotyped for the presence of the targeted ApoE allele (Table 13) High% chimeras were generated from these two targeted clones.

[00821][00821]

Figure 00000041
Figure 00000041

[00822] Крыса с выключенным АроЕ представляет собой средство изучения различных типов нарушений и заболеваний. У людей аполипопротеин находится в хиломикроне, ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП. АроЕ важен для нормального катаболизма триглицерид-богатых составляющих липопротеинов. Дефекты в АРОЕ приводят к многочисленным болезненным состояниям, включая, например, семейную гиперхолестеринемию, гиперлипидемию, беталипопротеинемию, семейную дисбеталипопротеинемию, гиперлипопротеинемию типа III (HLP III), риск заболевания коронарных артерий. Одна изоформа (АроЕ4) связана с семейной болезнью Альцгеймера с поздним началом и спорадической болезнью Альцгеймера, а также, возможно с PC (рассеянным склерозом).[00822] The APOE disabled rat is a tool for studying various types of disorders and diseases. In humans, apolipoprotein is found in chylomicron, HDL, LDL, and VLDL. ApoE is essential for the normal catabolism of triglyceride-rich constituents of lipoproteins. Defects in APOE result in numerous disease conditions including, for example, familial hypercholesterolemia, hyperlipidemia, betalipoproteinemia, familial dysbetalipoproteinemia, type III hyperlipoproteinemia (HLP III), risk of coronary artery disease. One isoform (ApoE4) is associated with familial late-onset Alzheimer's and sporadic Alzheimer's, and possibly MS (multiple sclerosis).

[00823] У мышей АроЕ главным образом находится в ЛПВП; переносит холестерин, как и у людей. У мышей с отсутствующим АроЕ (2 независимых выключения) наблюдается в 5 раз превышающий нормальный уровень холестерина в крови; образование пенистых богатых клетками отложений в проксимальных аортах в возрасте 3 месяцев (сравнимо с человеческим синдромом).[00823] In mice, ApoE is mainly found in HDL; tolerates cholesterol, as in humans. Mice lacking ApoE (2 independent shutdowns) have 5 times normal blood cholesterol levels; Formation of foamy, cell-rich deposits in the proximal aorta at 3 months of age (comparable to human syndrome).

[00824] Выключения АроЕ у крыс обеспечивают животную модель для изучения эндотелиальной функции, включая, но не ограничиваясь этим, образование бляшек, транскрипционные изменения (секвенирование РНК), ex vivo функцию. Кроме того, более крупные размеры крыс облегчают проведение этих анализов и потенциально улучшают качество данных секвенирования РНК.[00824] Turning off ApoE in rats provides an animal model for studying endothelial function, including, but not limited to, plaque formation, transcriptional changes (RNA sequencing), ex vivo function. In addition, the larger size of the rats facilitates these analyzes and potentially improves the quality of the RNA sequencing data.

2.3. Инактивация локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ) при помощи цинк-пальцевых нуклеаз2.3. Inactivation of the rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ) using zinc finger nucleases

[00825] Таргетирование локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ или Il2rg) проводили как описано в Примере 3.3(a), за исключением того, что в крысиные ЭС клетки также вносили экспрессионные векторы, которые экспрессируют ZFN U (ZFN вышележащий) и ZFN D (ZFN нижележащий). На Фигуре 18 приведено схематическое изображение таргетирования IL2r-γ в комбинации с ZFN U и ZFN D. Последовательность локуса IL2r-γ, которую связывают эти цинковые пальцы, обозначена на Фигуре 18 в пределах SEQ ID №93. Эффективность таргетирования определяли, как описано ниже в Примере 3.3(a), а результаты приведены в Таблице 14. Вкратце, гомозиготно таргетированные клоны подтверждали при помощи ПЦР. Для пары ZFN1: 173 мутантных клона из 192 исследованных (90%), и для пары ZFN2: 162 клона из 192 исследованных (84%).[00825] The targeting of the rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ or Il2rg) was performed as described in Example 3.3 (a), except that expression vectors that express ZFN U (ZFN upstream) were also introduced into rat ES cells and ZFN D (ZFN underlying). Figure 18 shows a schematic representation of targeting IL2r-γ in combination with ZFN U and ZFN D. The sequence of the IL2r-γ locus that these zinc fingers bind is indicated in Figure 18 within SEQ ID No. 93. The targeting efficacy was determined as described below in Example 3.3 (a), and the results are shown in Table 14. Briefly, homozygous targeted clones were confirmed by PCR. For the ZFN1 pair: 173 mutant clones out of 192 examined (90%), and for the ZFN2 pair: 162 clones out of 192 investigated (84%).

[00826][00826]

Figure 00000042
Figure 00000042

[00827] Проводили микроинъекцию клонов крысиных ЭСК с таргетированным IL2r-γ (при помощи ZFN) в бластоцисты SD, которые затем переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов SD, используя стандартные методы. Химеры определяли по цвету шкуры; самцов химер F0 скрещивали с самками SD. Детенышей зародышевой линии F1 генотипировали в отношении наличия таргетированного аллеля IL2r-γ.[00827] Clones of rat ESCs with targeted IL2r-γ (using ZFN) were microinjected into SD blastocysts, which were then transferred into pseudopregnant SD female recipients using standard methods. Chimeras were identified by skin color; F0 chimera males were crossed with SD females. F1 germline pups were genotyped for the presence of the targeted IL2r-γ allele.

2.4.: Инактивация локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ) при помощи CRISPR/Cas92.4 .: Inactivation of the rat interleukin-2 gamma (IL2r-γ) receptor locus by CRISPR / Cas9

[00828] Таргетирование локуса крысиного TL2r-γ проводили, как описано в Примере 3.3(a), за исключением того, что в крысиные ЭС клетки также вносили систему CRISPR/Cas9 для улучшения эффективности таргетирования. SBI: Применяли векторы «все-в-одном» System Biosciences Cas9 «SmartNuclease», a экспрессией Cas9 управлял промотор CAG, EF1a, PGK или CMV. Специальную нРНК лигировали в вектор и экспрессировали при помощи промотора H1. Было сконструировано 4 нРНК против Il2rg. Области локуса крысиного IL2r-γ, на которые нацелены нРНК 1-4, показаны на Фигуре 19. Для проведения скрининга в отношении таргетирования (например, гетерозиготного таргетирования, гомозиготного таргетирования и компаунд-гетерозиготного таргетирования) применяли специфические праймеры и зонды для определения генотипа. Результаты таргетирования при применении разных направляющих РНК показаны в Таблице 15. «Сильный» и «слабый» относятся к совокупности данных скрининга в отношении того, что колония имеет целевую модификацию.[00828] Targeting of the rat TL2r-γ locus was performed as described in Example 3.3 (a), except that the CRISPR / Cas9 system was also introduced into the rat ES cells to improve targeting efficiency. SBI: System Biosciences Cas9 “SmartNuclease” all-in-one vectors were used and Cas9 expression was driven by the CAG, EF1a, PGK or CMV promoter. The special nRNA was ligated into a vector and expressed using the H1 promoter. 4 nRNAs were constructed against Il2rg. Regions of the rat IL2r-γ locus targeted by nRNAs 1-4 are shown in Figure 19. Specific genotypes and probes were used to screen for targeting (eg, heterozygous targeting, homozygous targeting, and compound heterozygous targeting). The targeting results using different guide RNAs are shown in Table 15. “Strong” and “weak” refer to the aggregate of screening data that the colony has the target modification.

[00829][00829]

Figure 00000043
Figure 00000043

2.5.: Инактивация гена мышиной гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы (Hprt) при помощи CRISPR/Cas92.5 .: Inactivation of the murine hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (Hprt) gene by CRISPR / Cas9

[00830] Проводили таргетирование локуса мышиного Hprt в мышиных ЭС клетках при помощи одного LTVEC или в комбинации с CRISPR/Cas9. Проводили таргетирование полной кодирующей последовательности Hprt в 32,9 т.п.о. для создания делеции и замещения селекционной кассетой устойчивости к пуромицину pCAGG-Puro, которая также экспрессирует уЗФБ. Крайними точками делеции были стартовый и стоп-кодоны. Применяемая последовательность направляющей РНК соответствовала 5'-GACCCGCAGUCCCAGCGUCG-3' (SEQ ID №84) и была нацелена на экзон 1 гена мышиного Hprt. Прогнозируемый целевой участок расщепления соответствовал 22 парам оснований от 5' конца делеции. Эффективность расщепления Cas9/нРНК в целевом участке, наблюдаемая в ЭС клетках, составила ≥ 93%. Обобщенные результаты приведены в Таблице 16. Применение CRISPR/Cas9 для помощи при таргетировании полного локуса Hprt в 32,9 т.п.о. привела к пятикратному повышению таргетирования по сравнению с применением одного LTVEC.[00830] The mouse Hprt locus was targeted in mouse ES cells using LTVEC alone or in combination with CRISPR / Cas9. The entire 32.9 kb Hprt coding sequence was targeted. to create a deletion and replacement with the pCAGG-Puro puromycin resistance selection cassette, which also expresses uZPB. The start and stop codons were the extreme points of the deletion. The guide RNA sequence used corresponded to 5'-GACCCGCAGUCCCAGCGUCG-3 '(SEQ ID No. 84) and was targeted to exon 1 of the murine Hprt gene. The predicted target cleavage site was 22 bp from the 5 'end of the deletion. The efficiency of Cas9 / nRNA cleavage in the target region, observed in ES cells, was ≥ 93%. The results are summarized in Table 16. Application of CRISPR / Cas9 to aid in targeting the full 32.9 kb Hprt locus. resulted in a fivefold increase in targeting compared to using LTVEC alone.

[00831][00831]

Figure 00000044
Figure 00000044

Пример 3: Направленная модификация крысиных геномных локусовExample 3: Targeted Modification of Rat Genomic Loci

3.1: Таргетирование крысиных ЭСК: Локус крысиного Rosa26.3.1: Targeting rat ESCs: The rat Rosa26 locus.

[00832] Локус крысиного Rosa26 находится между генами Setd5 и Thumpd3, как и у мышей, с такими же интервалами. Локус крысиного Rosa26 (Фигура 12, панель В) отличается от локуса мышиного Rosa26 (Фигура 12, панель А). Транскрипты мышиного Rosa26 состоят из 2 или 3 экзонов. Крысиный локус содержит 2-й экзон 1 (Ex1b) в добавок к гомологичному экзону к мышиному экзону 1 (Ex1a). У крыс не было выявлено 3-го экзона. Таргетирование аллеля крысиного Rosa26 проиллюстрировано на Фигуре 12С, где плечи гомологии по 5 т.п.о. каждое были клонированы посредством ПНР с применением геномной ДНК из ЭСК крыс DA. Таргетированный аллель содержит кассету SA (акцептор сплайсинга)-lacZ-hUb-neo, замещающую делецию в 117 п.о. в нитроне крысиного Rosa26.[00832] The rat Rosa26 locus is located between the Setd5 and Thumpd3 genes, as in mice, at the same intervals. The rat Rosa26 locus (Figure 12, panel B) differs from the murine Rosa26 locus (Figure 12, panel A). Murine Rosa26 transcripts are composed of 2 or 3 exons. The rat locus contains the 2nd exon 1 (Ex1b) in addition to the homologous exon to the murine exon 1 (Ex1a). No exon 3 was detected in rats. The targeting of the rat Rosa26 allele is illustrated in Figure 12C, where the 5 kb homology arms. each were cloned by PCR using genomic DNA from ESCs from DA rats. The targeted allele contains the SA (splicing acceptor) cassette -lacZ-hUb-neo replacing the 117 bp deletion. in nitrone of rat Rosa26.

[00833] Определяли эффективность таргетирования локуса крысиного Rosa26 (Таблица 17). Линеаризованный вектор электропорировали в ЭСК крыс DA или ACI, а трансфицированные колонии культивировали в среде 2i media + G418, используя стандартные методы. Собирали отдельные колонии и проводили скрининг методом анализа потерянного аллеля (LOA) (Valenzuela, D. et al. (2003) High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotech. 21:652-660, включенная в данный документ посредством ссылки).[00833] The targeting efficiency of the rat Rosa26 locus was determined (Table 17). The linearized vector was electroporated into ESCs from DA or ACI rats, and the transfected colonies were cultured in 2i media + G418 using standard methods. Individual colonies were harvested and screened by Lost Allele Analysis (LOA) (Valenzuela, D. et al. (2003) High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotech. 21: 652-660, included in this document by reference).

Figure 00000045
Figure 00000045

[00834] Получение химер и трансмиссия зародышевой линии с применением Rosa26-таргетированных клонов крысиных ЭСК. Проводили микроинъекцию повторно подтвержденных Rosa26-таргетированных клонов крысиных ЭСК в бластоцисты SD, которые затем переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов SD, используя стандартные методы. Химеры определяли по цвету шкуры; самцов химер F0 скрещивали с самками SD. Детенышей (агути) зародышевой линии F1 генотипировали в отношении наличия таргетированного аллеля Rosa26; девять из 22 детенышей агути были генотипированы как гетерозиготные в отношении локуса Rosa26 (Таблица 18).[00834] Obtaining chimeras and germline transmission using Rosa26-targeted clones of rat ESCs. Reconfirmed Rosa26-targeted clones of rat ESCs were microinjected into SD blastocysts, which were then transferred into pseudopregnant SD female recipients using standard methods. Chimeras were identified by skin color; F0 chimera males were crossed with SD females. F1 germline pups (agouti) were genotyped for the presence of the targeted Rosa26 allele; nine of the 22 agouti pups were genotyped as heterozygous for the Rosa26 locus (Table 18).

Figure 00000046
Figure 00000046

Figure 00000047
Figure 00000047

[00835] Чтобы подтвердить, что генетически модифицированный аллель в локусе Rosa26 передавался через зародышевую линию, проводили подтверждение экспрессии lacZ путем окрашивания X-gal у гетерозиготных крыс с таргетированным Rosa26. Окрашивание X-gal головного мозга, сердца, вилочковой железы и легких 14-недельных гетерозиготных крыс с таргетированным Rosa26 показало наличие экспрессии lacZ (Фигура 13В, D и F, соответственно), в то время как контрольные животные дикого типа того же возраста продемонстрировали низкий уровень фонового окрашивания X-gal (Фигура 13А, С и Е, соответственно). Окрашивание X-gal у Е12.5 и Е 14.5 гетерозиготных крысиных эмбрионов с таргетированным Rosa26 продемонстрировало повсеместную экспрессию lacZ (Фигура 13G и I, соответственно), в то время как контрольные крысиные эмбрионы демонстрировали низкие уровни фонового окрашивания X-gal (Фигура 13Н и J, соответственно).[00835] To confirm that the genetically modified allele at the Rosa26 locus was transmitted via the germline, lacZ expression was confirmed by staining with X-gal in heterozygous Rosa26-targeted rats. X-gal staining of the brain, heart, thymus and lungs of 14-week-old heterozygous rats with targeted Rosa26 showed the presence of lacZ expression (Figure 13B, D and F, respectively), while control wild-type animals of the same age showed low levels background staining with X-gal (Figure 13A, C and E, respectively). X-gal staining in E12.5 and E 14.5 heterozygous rat embryos targeting Rosa26 showed ubiquitous lacZ expression (Figure 13G and I, respectively), while control rat embryos showed low levels of background X-gal staining (Figure 13H and J , respectively).

3.2.(a)(i): Таргетирование локуса крысиного аполипопротеина Е (АроЕ).3.2. (A) (i): Targeting the rat apolipoprotein E (ApoE) locus.

[00836] Проводили таргетирование локуса крысиного аполипопротеина Е (АроЕ), чтобы блокировать функцию АроЕ. Таргетирование локуса АроЕ осуществляли при помощи направляющего вектора, содержащего кассету lacZ-hUb-neo, фланкируемую 5' и 3' плечами гомологии, гомологичными локусу АроЕ. Фигура 20 иллюстрирует генетически модифицированный локус крысиного АроЕ, который был разрушен вследствие 1,8 т.п.о. делеции и вставки кассеты lacZ-hUb-neo, которая дополнительно содержит самоуничтожающуюся кассету Cre, содержащую ген Crei под управлением промотора протамина. Условия электропорации были следующими: 6 мкг ДНК; 2,05×106 клеток; 400 В; 200 мкФ: 342 В, 593 мкс; высеяно на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i + 10 мкМ ROCKi.[00836] The rat apolipoprotein E (ApoE) locus was targeted to block the function of ApoE. The targeting of the ApoE locus was performed using a targeting vector containing a lacZ-hUb-neo cassette flanked by 5 'and 3' homology arms homologous to the ApoE locus. Figure 20 illustrates a genetically modified rat ApoE locus that was destroyed by 1.8 kb. deletions and insertions of the lacZ-hUb-neo cassette, which additionally contains a self-destructive Cre cassette containing the Crei gene under the control of a protamine promoter. The electroporation conditions were as follows: 6 μg DNA; 2.05 x 10 6 cells; 400 V; 200 μF: 342 V, 593 μs; sown at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi.

[00837] Определяли эффективность таргетирования в локусе АроЕ, а результаты приведены в Таблице 19. Линеаризованный вектор электропорировали в ЭСК крыс DA.2B, полученные от штамма DA, и культивировали трансфицированные колонии, используя стандартные методы. Собирали отдельные колонии и проводили скрининг методом анализа потерянного аллеля (LOA).[00837] The targeting efficiency at the ApoE locus was determined and the results are shown in Table 19. The linearized vector was electroporated in DA.2B rat ESCs obtained from the DA strain, and the transfected colonies were cultured using standard methods. Collected individual colonies and screened by lost allele analysis (LOA).

Figure 00000048
Figure 00000048

[00838] Осуществляли получение химер и трансмиссию зародышевой линии с применением клонов крысиных ЭСК с таргетированным АроЕ. Проводили микроинъекцию клонов крысиных ЭСК с таргетированным АроЕ в бластоцисты SD, которые затем переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов SD, используя стандартные методы. Химеры определяли по цвету шкуры; самцов химер F0 скрещивали с самками SD. Была достигнута трансмиссия зародышевой линии. Детенышей F1 генотипировали в отношении наличия таргетированного аллеля АроЕ (Таблица 20).[00838] Carried out the production of chimeras and transmission of the germ line using clones of rat ESCs with targeted ApoE. Clones of rat ESCs with targeted ApoE were microinjected into SD blastocysts, which were then transferred into the body of pseudopregnant female SD recipients using standard methods. Chimeras were identified by skin color; F0 chimera males were crossed with SD females. Germline transmission has been achieved. F1 pups were genotyped for the presence of the targeted ApoE allele (Table 20).

Figure 00000049
Figure 00000049

[00839] Проводили подтверждение экспрессии LacZ под управлением эндогенного промотора АроЕ путем окрашивания X-gal головного мозга, кровеносных сосудов и печени 12-месячных самок крыс АроЕ+/- (Фигуры 43-45, соответственно). Фигуры 43-45 иллюстрируют профиль экспрессии lacZ, который повторяет профиль экспрессии эндогенного АроЕ. Контрольные животные дикого типа того же возраста демонстрировали низкий уровень фонового окрашивания X-gal.[00839] Confirmation of LacZ expression under the control of the endogenous ApoE promoter was carried out by X-gal staining of the brain, blood vessels and liver of 12 month old female rats with ApoE +/- (Figures 43-45, respectively). Figures 43-45 illustrate the expression profile of lacZ, which mimics the expression profile of endogenous ApoE. Wild-type control animals of the same age showed low background X-gal staining.

[00840] Дополнительно изучали фенотипы крыс с удаленным АроЕ-. Проводили продолжительные химические исследования сыворотки для определения уровней холестерина, ЛПНП, ЛПВП и триглицеридов с трехнедельными интервалами. Фигура 46A-D иллюстрирует сывороточные уровни холестерина, ЛПНП, ЛПВП и триглицеридов у гомозиготно таргетированных, гетерозиготно таргетированных и дикого типа крыс в возрасте 6 недель, 9 недель, 12 недель и 15 недель. Забор крови из глаз осуществляли для соответствующей возрастной группы, состоящей из 2 крыс дикого типа, 7 гетерозиготных и 8 гомозиготных крыс. Между самцами и самками не наблюдали значительной разницы. Гомозиготные крысы с удаленным АроЕ демонстрировали повышенные уровни холестерина и ЛПНП и пониженные уровни ЛПВП. В отличие от мышей АроЕ-/-, у крыс с удаленным АроЕ не наблюдали значительного повышения уровня триглицеридов.[00840] Additionally studied the phenotypes of rats with removed ApoE -. Continuous serum chemistry tests were performed to determine cholesterol, LDL, HDL, and triglyceride levels at three week intervals. Figure 46A-D illustrates serum cholesterol, LDL, HDL and triglyceride levels in homozygous targeted, heterozygous targeted and wild type rats at 6 weeks of age, 9 weeks, 12 weeks, and 15 weeks. Blood sampling from the eyes was carried out for the corresponding age group, consisting of 2 wild-type rats, 7 heterozygous and 8 homozygous rats. No significant difference was observed between males and females. Homozygous rats with removed ApoE showed increased levels of cholesterol and LDL cholesterol and decreased levels of HDL. Unlike APOE - / - mice, no significant increase in triglyceride levels was observed in rats with removed APOE.

[00841] Проводимый дополнительный фенотипический анализ включал гистологическую/ел: vivo визуализацию образования бляшек в дуге аорты, in vivo визуализацию образования бляшек в дуге аорты и транскрипционные изменения (секвенирование методом дробовика полного транскриптома (секвенирование РНК)) в эндотелии дуги аорты. Время проведения этих анализов зависит от продолжительности образования бляшек. Бляшки становятся выявляемыми у мышей АроЕ-/- в 24 недели.[00841] Additional phenotypic analyzes performed included histological / vivo visualization of aortic arch plaque formation, in vivo visualization of aortic arch plaque formation, and transcriptional changes (shotgun sequencing of the complete transcriptome (RNA sequencing)) in the aortic arch endothelium. The timing of these tests depends on the duration of the plaque formation. Plaques become detectable in ApoE - / - mice at 24 weeks.

[00842] Дополнительные данные по таргетированию АроЕ приведены в Таблице 22.[00842] Additional data on targeting ApoE are shown in Table 22.

3.2.(a)(ii). Таргетирование АроЕ у крыс при помощи направляющего вектора3.2. (A) (ii). Targeting ApoE in rats with a targeting vector

[00843] На Фигуре 20 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и направляющей плазмиды. На верхней схеме на Фигуре 20 показана геномная структура локуса крысиного АроЕ и геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Экзон 1 АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий, а экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником.[00843] Figure 20 is a schematic representation of a rat ApoE locus and a targeting plasmid. The top diagram in Figure 20 shows the genomic structure of the rat ApoE locus and the genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 kb, respectively; dark gray rectangles) ... Exon 1 ApoE is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines, and exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle.

[00844] На нижней схеме на Фигуре 20 представлен направляющий вектор. 5' и 3' плечи гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющий вектор содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками loxP (неокрашенные стрелки). Самоуничтожающаяся кассета содержит ген Crei, функционально связанный с промотором мышиного Prm1, и селекционную кассету, содержащую ген устойчивости к неомицину, функционально связанный с промотором человеческого убиквитина.[00844] The lower diagram of Figure 20 shows a direction vector. The 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting vector contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows). The self-destructive cassette contains the Crei gene operably linked to the murine Prm1 promoter and a selection cassette containing the neomycin resistance gene operably linked to the human ubiquitin promoter.

[00845] Ген Crei содержит два экзона, кодирующих рекомбиназу Cre, которые разделены интроном (Crei) для предотвращения его экспрессии в прокариотической клетке. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, в которых подробно описана самоуничтожающаяся кассета, и которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Самоуничтожающуюся кассету можно удалять, применяя промотор Prm1, в частности, в мужских зародышевых клетках крыс F0. Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью устойчивых к неомицину ФЭМ в 2i + 10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00845] The Crei gene contains two exons encoding Cre recombinase, which are separated by an intron (Crei) to prevent its expression in a prokaryotic cell. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which describe in detail the self-destructive cassette, and which are fully incorporated herein by reference. The self-destructive cassette can be removed using the Prm1 promoter, in particular in male F0 rat germ cells. The targeting vector was electroporated into the rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density of neomycin resistant PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00846] Как показано в Таблице 44, проводили скрининг 384 колоний и получили 23 таргетированных клона. Эффективность таргетирования составила 5,99%. Проводили инъекцию 3 клонов в бластоцисты как описано в Примере 1. Было получено 3 клона, продуцирующих химеры, и 1 из клонов передавал направленную модификацию через зародышевую линию.[00846] As shown in Table 44, 384 colonies were screened and 23 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 5.99%. 3 clones were injected into blastocysts as described in Example 1. 3 clones producing chimeras were obtained and 1 of the clones transmitted germline targeting.

3.2.(a)(iii). Таргетирование АроЕ у крыс при помощи направляющего вектора в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами3.2. (A) (iii). Targeting ApoE in rats with a targeting vector in combination with zinc finger nucleases

[00847] Направляющий вектор, применяемый в Примере 3.2(a)(ii), использовали в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами для таргетирования локуса крысиного АроЕ. В Таблице 21 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного АроЕ. Позиции, приведенные в Таблице 21, взяли из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL). АроЕ находится на хромосоме 1 на цепи (-).[00847] The targeting vector used in Example 3.2 (a) (ii) was used in combination with zinc finger nucleases to target the rat ApoE locus. Table 21 summarizes the genomic structure of the rat ApoE locus. The positions shown in Table 21 were taken from the rat genome standard sequence 5.0 (ENSMBL) construct. ApoE is located on chromosome 1 on the (-) chain.

[00848][00848]

Figure 00000050
Figure 00000050

[00849] На Фигуре 11 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ, а серыми прямоугольниками обозначены участки разрезания ZFN1 и ZFN2. Участок разрезания ZFN1 находится в экзоне 3, а участок разрезания ZNF2 находится в интроне 3. Точные положения обоих участков ZFN приведены в Таблице 21. Геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (5 т.п.о. и 5,4 т.п.о., соответственно), обозначены темно-серыми прямоугольниками. Экзон 1 АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий, а экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником.[00849] Figure 11 is a schematic representation of the rat ApoE locus, and the gray rectangles represent the cutting sites ZFN1 and ZFN2. The ZFN1 cleavage site is in exon 3, and the ZNF2 cleavage site is in intron 3. The exact positions of both ZFN sites are shown in Table 21. Genomic regions corresponding to the 5 'and 3' homology arms (5 kb and 5.4 etc., respectively) are indicated by dark gray rectangles. Exon 1 ApoE is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines, and exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle.

[00850] Применяемый направляющий вектор был таким же, как и в Примере 3.2(a)(ii), и показан на Фигуре 20, а на Фигуре 21А приведена схема таргетирования локуса АроЕ в крысиных ЭС клетках при помощи цинк-пальцевых нуклеаз и направляющего вектора, проиллюстрированного на Фигуре 20. ZFN вносили в виде двух экспрессионных плазмид, по одной на каждую половинку пары ZFN. Использовали 20 мкг плазмид для ZFN1 и 20 мкг плазмид для ZFN2. ZFN были приобретены от Sigma. Экспрессией каждой ZFN управлял промотор CMV.[00850] The targeting vector used was the same as in Example 3.2 (a) (ii) and is shown in Figure 20, and Figure 21A shows a diagram of targeting the ApoE locus in rat ES cells using zinc finger nucleases and a targeting vector illustrated in Figure 20. ZFN was introduced as two expression plasmids, one for each half of the ZFN pair. Used 20 μg of plasmids for ZFN1 and 20 μg of plasmids for ZFN2. ZFN were acquired from Sigma. The expression of each ZFN was driven by the CMV promoter.

[00851] Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i + 10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00851] The targeting vector was electroporated into the rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00852] Как показано в Таблице 22 и Таблице 44, проводили скрининг 384 колоний и получили 290 таргетированных клонов. Эффективность таргетирования составила 75,52%. Проводили инъекцию 2 клонов в бластоцисты, как описано в Примере 1. Было получено два клона, продуцирующих химеры, и один из клонов передавал направленную модификацию через зародышевую линию.[00852] As shown in Table 22 and Table 44, 384 colonies were screened and 290 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 75.52%. Two clones were injected into blastocysts as described in Example 1. Two clones producing chimeras were obtained and one of the clones transmitted targeting via the germline.

[00853] Кроме того, применение ZFN1 и ZFN2 привело к получению 8 биаллельных таргетированных клонов с эффективностью 2,08%.[00853] In addition, the use of ZFN1 and ZFN2 resulted in 8 biallelic targeted clones with an efficiency of 2.08%.

[00854][00854]

Figure 00000051
Figure 00000051

Figure 00000052
Figure 00000052

3.2.(b)(i): Направленная модификация локуса крысиного аполипопротеина Е (АроЕ) при помощи крупного направляющего вектора (LTC).3.2. (B) (i): Targeted modification of the rat apolipoprotein E (ApoE) locus using a large targeting vector (LTC).

[00855] Таргетирование локуса АроЕ проводят при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего кассету lacZ-мышиный Prm1-Crei, фланкируемую 5' плечом гомологии к локусу АроЕ из около 45 т.п.о. и 3' плечом гомологии к локусу АроЕ из около 23 т.п.о. Фигура 22 иллюстрирует локус крысиного АроЕ, в котором локус АроЕ был разрушен вследствие 1,83 т.п.о. делеции и вставки гена lacZ и самоуничтожающейся кассеты, содержащей кассету mPrm11-Crei и селекционную кассету hUb-neo. Способы, применяемые в 3.2(a)(i), можно применять для внесения этого вектора в крысиные ЭС клетки.[00855] Targeting the ApoE locus is performed with a large targeting vector (LTVEC) containing a lacZ murine Prm1-Crei cassette flanked by a 5 'arm of homology to the ApoE locus of about 45 kbp. and a 3 'arm homology to the ApoE locus of about 23 kb. Figure 22 illustrates the rat ApoE locus in which the ApoE locus was disrupted due to 1.83 kb. deletions and insertions of the lacZ gene and a self-destructive cassette containing the mPrm11-Crei cassette and the hUb-neo selection cassette. The methods used in 3.2 (a) (i) can be used to introduce this vector into rat ES cells.

Пример 3.2.(b)(ii). Таргетирование локуса крысиного АроЕ при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC)Example 3.2. (B) (ii). Targeting the rat ApoE locus with a large targeting vector (LTVEC)

[00856] На Фигуре 22 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и крупного направляющего вектора (LTVEC). На верхней схеме на Фигуре 22 показана геномная структура локуса крысиного АроЕ и геномные области, соответствующие 5' и 3' плечам гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Экзон 1 АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий, а экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником.[00856] Figure 22 is a schematic representation of the rat ApoE locus and large targeting vector (LTVEC). The upper diagram in Figure 22 shows the genomic structure of the rat ApoE locus and the genomic regions corresponding to the 5 'and 3' arms of homology (45 kb and 23 kb, respectively; dark gray rectangles). Exon 1 ApoE is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines, and exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle.

[00857] На нижней схеме на Фигуре 22 показан LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Направляющий вектор содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками 1охР (неокрашенные стрелки), которая содержит ген Crei, функционально связанный с промотором мышиного Prml, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую ген устойчивости к неомицину, функционально связанный с промотором человеческого убиквитина. Crei содержит два экзона, кодирующих рекомбиназу Cre, которые разделены интроном (Crei) для предотвращения его экспрессии в прокариотической клетке. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, в которых подробно описана самоуничтожающаяся кассета, и которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Самоуничтожающуюся кассету можно удалять, применяя промотор мышиного Prml, в частности, в мужских зародышевых клетках крыс F0.[00857] The lower diagram of Figure 22 shows the LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. The targeting vector contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by 1oxP regions (open arrows), which contains the Crei gene functionally linked to the murine Prml promoter, and a drug susceptibility selection cassette containing the neomycin resistance gene, functionally linked to a human ubiquitin promoter. Crei contains two exons encoding Cre recombinase, which are separated by an intron (Crei) to prevent its expression in the prokaryotic cell. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which describe in detail the self-destructive cassette, and which are fully incorporated herein by reference. The self-destructive cassette can be removed using the murine Prml promoter, in particular in F0 male germ cells of rats.

[00858] LTVEC электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00858] LTVECs were electroporated into rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00859] Как показано в Таблице 44, проводили скрининг 288 колоний и получили 8 таргетированных клонов. Эффективность таргетирования составила 2,78%. Проводили инъекцию 3 клонов в эмбрион-хозяина на стадии бластоцисты, как описано в Примере 2, для получения химерных крыс (F0). Кроме того, был получен один биаллельный таргетированный клон с биаллельной эффективностью 0,35%.[00859] As shown in Table 44, 288 colonies were screened and 8 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 2.78%. 3 clones were injected into the host embryo at the blastocyst stage as described in Example 2 to obtain chimeric rats (F0). In addition, one biallelic targeted clone was obtained with a biallelic efficiency of 0.35%.

3.2.(b)(iii). Таргетирование ApoE у крыс при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC) в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами3.2. (B) (iii). Targeting ApoE in rats with a large targeting vector (LTVEC) in combination with zinc finger nucleases

[00860] LTVEC, применяемый в Примере 3.2.(b)(ii), применяли в комбинации с цинк-пальцевыми нуклеазами для таргетирования локуса крысиного АроЕ. В Таблице 21 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного АроЕ, а приведенные позиции были взяты из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL).[00860] The LTVEC used in Example 3.2 (b) (ii) was used in combination with zinc finger nucleases to target the rat ApoE locus. Table 21 summarizes the genomic structure of the rat ApoE locus, and the positions shown were taken from construct 5.0 of the rat genome standard sequence (ENSMBL).

[00861] На Фигуре 23 приведено схематическое изображение локуса крысиного АроЕ и серыми прямоугольниками обозначены места разрезания ZFN1 и ZFN2. Участок разрезания ZFN1 находится в экзоне 3, а участок разрезания ZNF2 находится в интроне 3. Точные положения обоих участков ZFN приведены в Таблице 21. 5' и 3' плечи гомологии (45 т.п.о. и 23 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. Экзон 1 в гене АроЕ является некодирующим и показан в виде неокрашенного прямоугольника, расположенного наиболее близко к 5' плечу гомологии. Три интрона в гене АроЕ обозначены в виде линий. Экзоны 2 и 3 содержат кодирующие области и показаны в виде заштрихованных пунктиром серых прямоугольников. Экзон 4 содержит как кодирующие, так и некодирующие последовательности, обозначенные серым пунктиром и неокрашенным прямоугольником.[00861] Figure 23 is a schematic representation of the rat ApoE locus and the gray rectangles represent the cutting sites ZFN1 and ZFN2. The ZFN1 cut is in exon 3, and the ZNF2 cut is in intron 3. The exact positions of both ZFN sites are shown in Table 21. The 5 'and 3' homology arms (45 kb and 23 kb) , respectively) are indicated by dark gray rectangles. Exon 1 in the ApoE gene is non-coding and is shown as an unstained rectangle closest to the 5 'homology arm. The three introns in the ApoE gene are indicated as lines. Exons 2 and 3 contain coding regions and are shown as dashed gray rectangles. Exon 4 contains both coding and non-coding sequences, indicated by a gray dotted line and an uncolored rectangle.

[00862] Применяемый LTVEC был таким же, как и в Примере 3.2(b)(ii), и показан на Фигуре 22. ZFN вносили в виде двух экспрессионных плазмид, по одной на каждую половинку пары ZFN. Использовали 20 мкг плазмид для ZFN1 и 20 мкг плазмид для ZFN2. ZFN были приобретены от Sigma. ZFN были приобретены от Sigma. Экспрессией каждой ZFN управлял промотор CMV.[00862] The LTVEC used was the same as in Example 3.2 (b) (ii) and is shown in Figure 22. ZFN was introduced as two expression plasmids, one for each half of the ZFN pair. Used 20 μg of plasmids for ZFN1 and 20 μg of plasmids for ZFN2. ZFN were acquired from Sigma. ZFN were acquired from Sigma. The expression of each ZFN was driven by the CMV promoter.

[00863] Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00863] The targeting vector was electroporated into the rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00864] Как показано в Таблице 44, проводили скрининг 288 колоний и получили 16 таргетированных клонов. Эффективность таргетирования составила 5,56%. Проводили инъекцию одного клона в бластоцисты, как описано в Примере 2.[00864] As shown in Table 44, 288 colonies were screened and 16 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 5.56%. One clone was injected into blastocysts as described in Example 2.

[00865] Кроме того, применение ZFN1 и ZFN2 привело к получению одного биаллельного таргетированного клона с эффективностью 0,35%.[00865] In addition, the use of ZFN1 and ZFN2 resulted in one biallelic targeted clone with an efficiency of 0.35%.

3.2.(b)(iv). Таргетирование ApoE у крыс при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC) в комбинации с CRISPR/Cas9 [00866] LTVEC, применяемый в Примере 3.2.(b)(ii), применяли в комбинации с CRISPR/Cas9 для таргетирования локуса крысиного АроЕ. В Таблице 23 приведено сравнение результатов экспериментов, в которых АроЕ LTVEC применяли один для таргетирования локуса крысиного АроЕ или применяли в комбинации с CRISPR/Cas9 нуклеазой для таргетирования локуса крысиного АроЕ. В каждом эксперименте электропорированные клетки высевали при высокой плотности и подвергали отбору по чувствительности к лекарственному препарату, чтобы найти устойчивые к лекарственному препарату колонии. Устойчивые к лекарственному препарату колонии собирали и проводили скрининг в отношении направленной модификации методом анализа модификации аллеля (МОА), как описано в данном документе. В частности, 4×106 клеток электропорировали 2 мкг АроЕ LTVEC при напряжении 400 В, емкости 100 мкФ и сопротивлении 0. В последнем эксперименте также электропорировали 6 мкг экспрессионной плазмиды Cas9 и 3 мкг иРНК2 АроЕ или 3 мкг нРНК3 АроЕ. Отбор проводили, используя 75 мкг/мл G418. нРНК2 АроЕ имеет последовательность GCAGGCCCTGAACCGCTTCTTGG (SEQ ID №87) и нацелена на область из 67 п. о. 3' от начала экзона 3 крысиного АроЕ. нРНК3 АроЕ имеет последовательность CCTGCGCTGGGTGCAGACGCTTT (SEQ ID №88) и нацелена на область из 97 п. о. 3' от начала экзона 3 крысиного АроЕ (смотрите Фигуру 47). Как показано в Таблице 23, если в клетку вносили Cas9 и любую из нРНК вместе с АроЕ LTVEC, эффективность таргетирования возрастала (от 43% до 53% или 47%). Биаллельное таргетирование наблюдали в пяти колониях, таргетируемых АроЕ LTVEC в комбинации с нРНК2 или 3 АроЕ, но для одного АроЕ LTVEC биаллельной модификации не наблюдали.3.2. (B) (iv). ApoE targeting in rats with a large targeting vector (LTVEC) in combination with CRISPR / Cas9 [00866] LTVEC used in Example 3.2. (B) (ii) was used in combination with CRISPR / Cas9 to target the rat ApoE locus. Table 23 compares the results of experiments in which ApoE LTVEC was used alone to target the rat ApoE locus or used in combination with the CRISPR / Cas9 nuclease to target the rat ApoE locus. In each experiment, electroporated cells were plated at high density and subjected to drug selection to find drug resistant colonies. Drug resistant colonies were harvested and screened for targeted modification by allele modification assay (MOA) as described herein. In particular, 4 × 10 6 cells were electroporated with 2 μg ApoE LTVEC at a voltage of 400 V, a capacitance of 100 μF, and a resistance of 0. In the last experiment, 6 μg of the Cas9 expression plasmid and 3 μg of mRNA2 ApoE or 3 μg of nRNA3 ApoE were also electroporated. Selection was performed using 75 μg / ml G418. nRNA2 ApoE has the sequence GCAGGCCCTGAACCGCTTCTTGG (SEQ ID No. 87) and targets a 67 bp region. 3 'from the start of exon 3 of rat ApoE. nRNA3 ApoE has the sequence CCTGCGCTGGGTGCAGACGCTTT (SEQ ID NO. 88) and targets the 97 bp region. 3 'from the start of exon 3 of rat ApoE (see Figure 47). As shown in Table 23, when Cas9 and any of the nRNAs were introduced into the cell along with the APOE LTVEC, the targeting efficiency increased (from 43% to 53% or 47%). Biallelic targeting was observed in five colonies targeted by APOE LTVEC in combination with nRNA2 or 3 APOE, but no biallelic modification was observed for APOE LTVEC alone.

[00867][00867]

Figure 00000053
Figure 00000053

3.3(a): Таргетирование локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ)3.3 (a): Targeting the rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ)

[00868] Проводили таргетирование локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ или Il2rg), чтобы блокировать функцию IL2r-γ. IL2r-γ играет важную роль для сигнализации IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21, а мутации в IL2r-γ связаны с тяжелыми нарушениями в развитии Т-, В- и ΝΚ-клеток. [00869] Таргетирование локуса IL2r-γ проводили при помощи направляющего вектора, содержащего кассету eGFP-hUb-neo, фланкируемую 5' и 3' плечами гомологии, гомологичными локусу IL2r-γ, как проиллюстрировано на Фигуре 24. Фигура 25 иллюстрирует геномную структуру локуса крысиного IL2r-γ, в которой локус IL2r-γ был разрушен вследствие 3,2 т.п.о. делеции. Таргетируемый локус IL2r-γ также содержит ген уЗФБ и самоуничтожающуюся кассету, содержащую Crei, функционально связанный с мышиным промотором протамина 1, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор hUb, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину.[00868] The rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ or Il2rg) was targeted to block IL2r-γ function. IL2r-γ plays an important role in signaling IL-2, IL-4, IL-7, IL-9, IL-15, IL-21, and mutations in IL2r-γ are associated with severe disorders in the development of T-, B- and ΝΚ-cells. [00869] The targeting of the IL2r-γ locus was performed using a targeting vector containing an eGFP-hUb-neo cassette flanked by the 5 'and 3' homology arms homologous to the IL2r-γ locus, as illustrated in Figure 24. Figure 25 illustrates the genomic structure of the rat IL2r-γ, in which the IL2r-γ locus was disrupted due to 3.2 kb. deletions. The targeted IL2r-γ locus also contains the uZPB gene and a self-destructive cassette containing Crei operably linked to the murine protamine 1 promoter, and a drug susceptibility selection cassette containing the hUb promoter operably linked to the neomycin resistance gene.

[00870] Определяли эффективность таргетирования в локусе IL2r-γ, а результаты приведены в Таблице 24. Линеаризованный вектор электропорировали в ЭСК крыс DA.2B и культивировали трансфицированные колонии, используя стандартные методы. Собирали отдельные колонии и проводили скрининг методом анализа потерянного аллеля (LOA).[00870] The targeting efficiency at the IL2r-γ locus was determined, and the results are shown in Table 24. The linearized vector was electroporated into the ESCs of DA.2B rats and the transfected colonies were cultured using standard methods. Collected individual colonies and screened by lost allele analysis (LOA).

Figure 00000054
Figure 00000054

Figure 00000055
Figure 00000055

[00871] Осуществляли получение химер и трансмиссию зародышевой линии с применением клонов крысиных ЭСК с таргетированным IL2r-y. Проводили микроинъекцию клонов крысиных ЭСК с таргетированным IL2r-y в бластоцисты SD, которые затем переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов SD, используя стандартные методы. Химеры определяли по цвету шкуры; самцов химер F0 скрещивали с самками SD. Детенышей зародышевой линии F1 генотипировали в отношении наличия таргетированного аллеля IL2r-γ (Таблица 25). В другом эксперименте с микроинъецированием с клоном Il2rg-CG12 трансмиссию зародышевой линии также подтверждали по цвету шкуры и генотипированием.[00871] Chimera production and germline transmission were performed using clones of rat ESCs with targeted IL2r-y. Clones of rat ESCs with targeted IL2r-y were microinjected into SD blastocysts, which were then transferred into the body of pseudopregnant female SD recipients using standard methods. Chimeras were identified by skin color; F0 chimera males were crossed with SD females. The F1 germline pups were genotyped for the presence of the targeted IL2r-γ allele (Table 25). In another microinjection experiment with clone Il2rg-CG12, germline transmission was also confirmed by skin color and genotyping.

[00872][00872]

Figure 00000056
Figure 00000056

[00873] Дополнительно изучали фенотип химеры Il2rg-γ #3.[00873] In addition, the phenotype of the Il2rg-γ # 3 chimera was studied.

Мононуклеарные клетки периферической крови (МКПК) окрашивали антителами, которые распознают антигены в нескольких лимфоидных линиях дифференцировки. ЗФБ-положительные МКПК были выявлены у 2 химер, как показано на Фигуре 30. Кроме того, ЗФБ+клетки оказались негативными в отношении маркера Т-клеток CD3 (Фигура 29А) и в большинстве были негативными в отношении маркера В-клеток В220 и маркера ΝΚ-клеток CD161a (Фигура 29В и С, соответственно). МКПК, полученные от крысы дикого типа, использовали в качестве негативного контроля для экспрессии ЗФБ. Смотрите Фигуру 29D-F. Небольшие дважды положительные популяции согласуются с опубликованными данными по фенотипу мышей с выключенным Il2rg. Эти данные были получены от химерной крысы, которая содержит положительные в отношении рецептора IL2 гамма клетки, и это может усложнить анализ фенотипа. Также можно проводить анализ методом проточной цитометрии с популяциями клеток из костного мозга и селезенки для выявления соответствующих заболеваний в большом количестве лимфоцитов. Смотрите Mashimo et al. (2010) PLoS One 5(l):e8870.Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were stained with antibodies that recognize antigens in several lymphoid lineages. PBB-positive PBMCs were detected in 2 chimeras, as shown in Figure 30. In addition, PBB + cells were negative for the T-cell marker CD3 (Figure 29A) and were mostly negative for the B-cell marker B220 and marker ΝΚ -cells CD161a (Figure 29B and C, respectively). PBMCs obtained from wild-type rats were used as a negative control for the expression of PBS. See Figure 29D-F. Small, double-positive populations are consistent with published phenotypic data for Il2rg-disabled mice. These data were obtained from a chimeric rat that contains positive for the IL2 receptor gamma cells, and this may complicate the analysis of the phenotype. It is also possible to perform flow cytometric analysis with populations of cells from the bone marrow and spleen to detect the corresponding diseases in a large number of lymphocytes. See Mashimo et al. (2010) PLoS One 5 (l): e8870.

3.3(b): Направленная модификация локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ)3.3 (b): Targeted modification of the rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ)

[00874] Проводили таргетирование локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма (IL2r-γ), чтобы блокировать функцию IL2r-γ у крыс. Фигура 25 иллюстрирует геномную структуру локуса крысиного Il2rg (верхняя панель на Фигуре 25) и направляющий вектор, вносимый в локус (нижняя панель на Фигуре 25). В качестве репортера был выбран уЗФБ, чтобы иммунофенотип генетически модифицированных крыс можно было определять методом FACS. Самоуничтожающуюся кассету (hUb-Neo; PrmJ-Cre) использовали для удаления кассеты отбора по чувствительности к лекарственному препарату и гена Cre, в частности, в мужских зародышевых клетках крысы F0. Кроме того, направляющий вектор был сконструирован так, чтобы удалять целую кодирующую область (около 3,2 т.п.о.) гена крысиного Il2rg.[00874] The rat interleukin-2 gamma receptor locus (IL2r-γ) was targeted to block IL2r-γ function in rats. Figure 25 illustrates the genomic structure of the rat Il2rg locus (upper panel in Figure 25) and a targeting vector introduced into the locus (lower panel in Figure 25). UZFB was chosen as a reporter so that the immunophenotype of genetically modified rats could be determined by the FACS method. The self-destructive cassette (hUb-Neo; PrmJ-Cre) was used to remove the drug susceptibility selection cassette and the Cre gene, particularly in male F0 rat germ cells. In addition, the targeting vector was designed to remove the entire coding region (about 3.2 kb) of the rat Il2rg gene.

[00875] Размер делеции в крысиных ЭСК подтверждали методом ПЦР с применением праймеров, специфических к локусу крысиного Il2rg. После микроинъекции таргетированных клонов в эмбрионы-хозяев на стадии бластоцист были получены химеры с высоким процентным содержанием. Эти химеры были отобраны для скрещивания. Чтобы определить, действует ли таргетирование так, как ожидалось, перед скрещиванием у химер брали периферическую кровь и анализировали фенотип иммунных клеток в периферической крови методом FACS. Как показано на Фигуре 30, ЗФБ-положительные клетки были выявлены в крови 2 из 3 исследуемых химер, а химерные крысы содержали менее 1% Т-клеток, менее 1% В-клеток и менее 1% ΝΚ-клеток, которые были положительными в отношении ЗФБ (т.е. KO-клетки Il2rg) (Фигура 29А-С).[00875] The size of the deletion in rat ESCs was confirmed by PCR using primers specific to the rat Il2rg locus. After microinjection of targeted clones into host embryos at the blastocyst stage, chimeras with a high percentage were obtained. These chimeras were selected for crossbreeding. To determine if targeting is performing as expected, peripheral blood was taken from chimeras prior to crossing and the phenotype of immune cells in peripheral blood was analyzed by FACS. As shown in Figure 30, ZFB-positive cells were detected in the blood of 2 of 3 chimeras tested, and chimeric rats contained less than 1% T cells, less than 1% B cells, and less than 1% ΝΚ-cells, which were positive for PBS (i.e. KO Il2rg cells) (Figure 29A-C).

3.4(a)(i). Таргетирование локуса Rag2 у крыс при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC)3.4 (a) (i). Targeting the rat Rag2 locus using a large targeting vector (LTVEC)

[00876] В Таблице 26 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного Rag2, а приведенные позиции были взяты из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL). Rag2 находится в хромосоме 3 на (+) цепи.[00876] Table 26 summarizes the genomic structure of the rat Rag2 locus, and the positions shown were taken from construct 5.0 of the rat genome standard sequence (ENSMBL). Rag2 is located on chromosome 3 on the (+) strand.

[00877][00877]

Figure 00000057
Figure 00000057

На Фигуре 26 приведено схематическое изображение локуса крысиного Rag2 и крупного направляющего вектора (LTVEC). LTVEC составляет 140 т.п.о. и нацелен на приблизительно 5,7 т.п.о. часть локуса крысиного Rag2 для создания делеции. На верхней схеме на Фигуре 26 показана геномная структура локуса крысиногоFigure 26 is a schematic representation of the rat Rag2 locus and large targeting vector (LTVEC). LTVEC is 140 kbp. and is aimed at approximately 5.7 kbp. part of the rat Rag2 locus to create a deletion. The top diagram in Figure 26 shows the genomic structure of the rat locus

[00878] и геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Rag2 содержит один экзон, обозначенный пунктирной серой штриховкой.[00878] and genomic regions corresponding to the 5 'and 3' arms of homology (48 kb and 84 kb, respectively; dark gray rectangles). Rag2 contains one exon, indicated by dashed gray shading.

[00879] На нижней схеме на Фигуре 26 представлен LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 84 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками 1охР (неокрашенные стрелки). Самоуничтожающаяся кассета содержит промотор мышиного Prml, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую промотор человеческого убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину. Была создана другая версия LTVEC, в которой ген устойчивости к неомицину был замещен геном устойчивости к гигромицину, чтобы сделать возможным повторное таргетирование крысиных ЭС клеток с таргетированным Il2rg. Crei содержит два экзона, кодирующих рекомбиназу Cre, которые разделены интроном (Crei) для предотвращения его экспрессии в прокариотической клетке. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, в которых подробно описана самоуничтожающаяся кассета, и которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Самоуничтожающуюся кассету можно удалять, применяя промотор мышиного Prml, в частности, в мужских зародышевых клетках крыс F0.[00879] The lower diagram of Figure 26 shows LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 84 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by 1oxP regions (uncolored arrows). The self-destructive cassette contains a murine Prml promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing a human ubiquitin promoter operably linked to the neomycin resistance gene. A different version of LTVEC was created, in which the neomycin resistance gene was replaced with the hygromycin resistance gene to allow re-targeting of Il2rg-targeted rat ES cells. Crei contains two exons encoding Cre recombinase, which are separated by an intron (Crei) to prevent its expression in the prokaryotic cell. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which describe in detail the self-destructive cassette, and which are fully incorporated herein by reference. The self-destructive cassette can be removed using the murine Prml promoter, in particular in F0 male germ cells of rats.

[00880] LTVEC электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00880] LTVECs were electroporated into rat ES cells obtained in Example 1 and cells were seeded at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured and maintained as described in Example 1.

[00881] Проводили скрининг колоний, как описано в другом месте данного документа, и получали тарге тированные клоны. Проводили инъекцию таргетированных клонов в эмбрион-хозяина, как описано в другом месте данного документа, для получения крыс F0.[00881] Colonies were screened as described elsewhere in this document and targeted clones were obtained. The targeted clones were injected into the host embryo as described elsewhere in this document to produce F0 rats.

3.4(a)(ii). Таргетирование локуса Rag2 у крыс при помощи крупного направляющего вектора (LTVEC) и CRISPR/Cas93.4 (a) (ii). Targeting the Rag2 locus in rats using a large targeting vector (LTVEC) and CRISPR / Cas9

[00882] В Таблице 27 приведено сравнение результатов экспериментов, в которых Rag2 LTVEC, содержащий ген устойчивости к гигромицину (смотрите Фигуру 48), применяли один для таргетирования локуса крысиного Rag2 или применяли в комбинации с CRISPR/Cas9 нуклеазой для тарге тирования локуса крысиного Rag2. В каждом эксперименте электропорированные клетки высевали при высокой плотности и подвергали отбору по чувствительности к лекарственному препарату, чтобы найти устойчивые к лекарственному препарату колонии. Устойчивые к лекарственному препарату колонии собирали и проводили скрининг в отношении направленной модификации методом анализа модификации аллеля (МОА), как описано в данном документе. В частности, 4×106 клеток электропорировали 2 мкг Rag2 LTVEC при напряжении 400 В, емкости 100 мкФ и сопротивлении 0. В последнем эксперименте также электропорировали 6 мкг экспрессионной плазмиды Cas9 и 3 мкг hPHK1 Rag2 или 3 мкг нРНК4 Rag2. Отбор проводили, используя 75 мкг/мл G418. hPHK1 Rag2 имеет последовательность CCAGCTACTTGCTCGTACAA (SEQ ID № 89) и нацелена на область из 219 п. о. 3' от начала стартового кодона крысиного Rag2 (ATG). нРНК4 Rag2 имеет последовательность CCCCTCAGATTCACGTGCGT (SEQ ID № 90) и нацелена на область из 12 п. о. 3' от стоп-кодона крысиного Rag2 (TAG) (смотрите Фигуру 48). Как показано в Таблице 27, если в клетку вносили Cas9 и любую из нРНК вместе с Rag2 LTVEC, эффективность таргетирования возрастала (от 0 до 10% или 38%). Биаллельное таргетирование наблюдали в одной колонии.[00882] Table 27 compares the results of experiments in which Rag2 LTVEC containing the hygromycin resistance gene (see Figure 48) was used alone to target the rat Rag2 locus or used in combination with CRISPR / Cas9 nuclease to target the rat Rag2 locus. In each experiment, electroporated cells were plated at high density and subjected to drug selection to find drug resistant colonies. Drug resistant colonies were harvested and screened for targeted modification by allele modification assay (MOA) as described herein. In particular, 4 × 10 6 cells were electroporated with 2 μg of Rag2 LTVEC at a voltage of 400 V, a capacitance of 100 μF and a resistance of 0. In the last experiment, 6 μg of the Cas9 expression plasmid and 3 μg of hRNK1 Rag2 or 3 μg of Rag2 nRNA4 were also electroporated. Selection was performed using 75 μg / ml G418. hRHK1 Rag2 has the sequence CCAGCTACTTGCTCGTACAA (SEQ ID No. 89) and targets a 219 bp region. 3 'from the start of the rat Rag2 start codon (ATG). nRNA4 Rag2 has the sequence CCCCTCAGATTCACGTGCGT (SEQ ID NO. 90) and targets a 12 bp region. 3 'from the rat Rag2 stop codon (TAG) (see Figure 48). As shown in Table 27, if Cas9 and any of the nRNAs were added to the cell along with Rag2 LTVEC, the targeting efficiency increased (from 0 to 10% or 38%). Biallelic targeting was observed in one colony.

[00883][00883]

Figure 00000058
Figure 00000058

3.4. (b)(i): Таргетирование локуса Rag1 и Rag 2 у крыс3.4. (b) (i): Targeting the Rag1 and Rag 2 locus in rats

[00884] На Фигуре 27 приведена геномная структура локуса крысиного Rag1/Rag2. CDS обозначает кодирующую последовательность, а серые прямоугольники представляют экзоны. Rag2 находится на «плюс»-цепи с правым направлением транскрипции. Rag1 находится на «минус»-цепи с левым направлением транскрипции. М.п.о.=миллион пар оснований.[00884] Figure 27 shows the genomic structure of the rat Rag1 / Rag2 locus. CDS stands for coding sequence and gray boxes represent exons. Rag2 is located on the plus strand with the right transcriptional direction. Rag1 is located on the minus strand with a left transcriptional direction. M.p. = one million base pairs.

[00885] В Таблице 28 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного Rag2 и локуса крысиного Rag1, а приведенные позиции были взяты из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL). Rag1 находится в хромосоме 3 на (-) цепи.[00885] Table 28 summarizes the genomic structure of the rat Rag2 locus and the rat Rag1 locus, and the positions shown were taken from construct 5.0 of the rat genome standard sequence (ENSMBL). Rag1 is located on chromosome 3 on the (-) chain.

[00886][00886]

Figure 00000059
Figure 00000059

[00887] На Фигуре 28 приведено схематическое изображение локуса крысиного Rag2 и Rag1 и крупного направляющего вектора (LTVEC). LTVEC составляет около 70 т.п.о. и нацелен на приблизительно 16,6 т.п.о. крысиный геномный локус, содержащий локусы Rag1 и Rag2, для создания делеции. На верхней схеме на Фигуре 28 показана геномная структура локусов Rag1 и Rag2 и геномных областей, соответствующих 5' и 3' плечам гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно; темно-серые прямоугольники). Каждый из Rag1 и Rag2 содержит один экзон, обозначенный пунктирной серой штриховкой. На нижней схеме на Фигуре 28 представлен LTVEC. 5' и 3' плечи гомологии (48 т.п.о. и 15 т.п.о., соответственно) обозначены темно-серыми прямоугольниками. LTVEC содержит репортерный ген (lacZ) и самоуничтожающуюся кассету, фланкируемую участками 1охР (неокрашенные стрелки). Самоуничтожающаяся кассета содержит промотор крысиного Prml, функционально связанный с геном Crei, и кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, содержащую человеческий промотор убиквитина, функционально связанный с геном устойчивости к неомицину. Была создана другая версия LTVEC, в которой ген устойчивости к неомицину был замещен геном устойчивости к гигромицину, чтобы сделать возможным повторное таргетирование крысиных ЭС клеток с таргетированным Il2rg. Crei содержит два экзона, кодирующих рекомбиназу Cre, которые разделены нитроном (Crei) для предотвращения его экспрессии в прокариотической клетке. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, в которых подробно описана самоуничтожающаяся кассета, и которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Самоуничтожающуюся кассету можно удалять из мужских зародышевых клеток крыс F0, применяя промотор крысиного Prml, который управляет экспрессией Crei, в частности, в мужских зародышевых клетках. [00888] LTVEC электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью neoR ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00887] Figure 28 is a schematic representation of the rat Rag2 and Rag1 locus and large targeting vector (LTVEC). LTVEC is about 70 kbp. and is aimed at approximately 16.6 kbp. a rat genomic locus containing the Rag1 and Rag2 loci to create a deletion. The upper diagram in Figure 28 shows the genomic structure of the Rag1 and Rag2 loci and the genomic regions corresponding to the 5 'and 3' arms of homology (48 kb and 15 kb, respectively; dark gray rectangles). Rag1 and Rag2 each contain one exon, indicated by gray dotted shading. The lower diagram in Figure 28 shows LTVEC. The 5 'and 3' homology arms (48 kb and 15 kb, respectively) are indicated by dark gray rectangles. LTVEC contains a reporter gene (lacZ) and a self-destructive cassette flanked by 1oxP regions (uncolored arrows). The self-destructive cassette contains a rat Prml promoter operably linked to the Crei gene and a drug susceptibility selection cassette containing a human ubiquitin promoter operably linked to a neomycin resistance gene. A different version of LTVEC was created, in which the neomycin resistance gene was replaced with the hygromycin resistance gene to allow re-targeting of Il2rg-targeted rat ES cells. Crei contains two exons encoding Cre recombinase, which are separated by a nitrone (Crei) to prevent its expression in the prokaryotic cell. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which describe in detail the self-destructive cassette, and which are fully incorporated herein by reference. The self-destructive cassette can be removed from male F0 rat germ cells using the rat Prml promoter, which drives the expression of Crei, in particular in male germ cells. [00888] LTVECs were electroporated into rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density neoR PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured and maintained as described in Example 1.

[00889] Проводили скрининг колоний, как описано в другом месте данного документа, и получали тарге тированные клоны. Проводили инъекцию таргетированных клонов в эмбрион-хозяина, как описано в другом месте данного документа, для получения крыс F0.[00889] Colonies were screened as described elsewhere in this document and targeted clones were obtained. The targeted clones were injected into the host embryo as described elsewhere in this document to produce F0 rats.

3.4.(b)(ii): Повторное таргетирование локуса Rag1 и Rag2 в крысиных ЭС клетках с уже таргетированным локусом Il2rg3.4. (B) (ii): Re-targeting of the Rag1 and Rag2 locus in rat ES cells with an already targeted Il2rg locus

[00890] Получали LTVEC согласно Фигуре 50 для таргетирования локусов Rag1 и Rag2 для создания делеции. Общая длина LTVEC составляла 72 т.п.о. LTVEC электропорировали в крысиные ЭС клетки, которые уже были таргетированы для удалений локуса Il2rg, как описано в Примере 3.3. В частности, крысиные ЭС клетки принадлежали клону Il2rg-CG12, для которого была подтверждена трансмиссия зародышевой линии в Примере 3.3(a). Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали и поддерживали, как описано в Примере 1. Проводили скрининг клонов с двойным таргетированием, как описано в другом месте данного документа, и получали таргетированные клоны. Проводили повторное таргетирование клеток Il2rg-CG12 с эффективностью 85%, при этом мутации Il2rg все еще присутствовали в таргетированных клонах. Электропорацию проводили, как описано в другом месте данного документа, а отбор по чувствительности к антибиотику проводили, используя 1,5 мкг/мл пуромицина. Затем проводили инъекцию таргетированных клонов в эмбрион-хозяина, как описано в другом месте данного документа, для получения крыс F0. Повторное таргетирование имеет преимущество, так как оно занимает меньше времени, чем скрещивание Rag1/Rag2-таргетированных крыс с Il2rg-таргетированными крысами.[00890] Received LTVEC according to Figure 50 to target the Rag1 and Rag2 loci to create a deletion. The total length of the LTVEC was 72 kbp. LTVECs were electroporated into rat ES cells that had already been targeted to remove the Il2rg locus as described in Example 3.3. In particular, the rat ES cells belonged to clone Il2rg-CG12, for which germline transmission was confirmed in Example 3.3 (a). Transformed rat ES cells were cultured and maintained as described in Example 1. Dual targeting clones were screened as described elsewhere in this document and targeted clones were obtained. The Il2rg-CG12 cells were re-targeted with an efficiency of 85%, while the Il2rg mutations were still present in the targeted clones. Electroporation was performed as described elsewhere in this document, and antibiotic susceptibility screening was performed using 1.5 μg / ml puromycin. Then, the targeted clones were injected into the host embryo, as described elsewhere in this document, to obtain F0 rats. Re-targeting has the advantage that it takes less time than mating Rag1 / Rag2-targeted rats with Il2rg-targeted rats.

Пример 4. ГуманизацияExample 4. Humanization

4.1. Гуманизация крысиных геномных локусов4.1. Humanization of rat genomic loci

[00891] Гуманизацию крысиных геномных локусов проводят, используя описанные в данном документе крысиные ЭС клетки, которые способны сохранять свою плюрипотентность после одной или более электропораций in vitro и способны передавать направленные генетические модификации последующим поколениям. Кроме того, чтобы преодолеть ограничения, связанные с неспособностью плазмид вмещать крупные фрагменты геномной ДНК, и преодолеть низкую эффективность внесения направленной генетической модификации в эндогенный локус в крысиных ЭС клетках, осуществляют одну или более направленных генетических модификаций в бактериях, например, Е. coli, посредством применения бактериальной гомологичной рекомбинации (БГР) и крупного направляющего вектора (LTVEC). Описанный в данном документе LTVEC, содержит, например, крупный фрагмент эндогенной крысиной геномной последовательности с одной или более модификациями или содержит экзогенную нуклеиновую кислоту {например, гомологичную или ортологичную человеческую нуклеиновую кислоту), фланкируемую крысиными плечами гомологии, комплементарными конкретным геномным областям.[00891] Humanization of rat genomic loci is carried out using rat ES cells described herein, which are capable of maintaining their pluripotency after one or more electroporation in vitro and are capable of transmitting targeted genetic modifications to subsequent generations. In addition, in order to overcome the limitations associated with the inability of plasmids to accommodate large fragments of genomic DNA, and to overcome the low efficiency of introducing targeted genetic modification at an endogenous locus in rat ES cells, one or more targeted genetic modifications are performed in bacteria, for example, E. coli, by means of the use of bacterial homologous recombination (BHR) and large targeting vector (LTVEC). The LTVEC described herein contains, for example, a large fragment of endogenous rat genomic sequence with one or more modifications, or contains exogenous nucleic acid {eg, homologous or orthologous to human nucleic acid) flanked by rat arms of homology complementary to particular genomic regions.

4.2. Гуманизация локусов крысиного иммуноглобулина4.2. Humanization of rat immunoglobulin loci

[00892] Гуманизацию эндогенного крысиного локуса тяжелой цепи иммуноглобулина проводят путем удаления одной или более нуклеотидных последовательностей тяжелой цепи крысиного иммуноглобулина (например, одного или более эндогенных генных сегментов VH, одного или более человеческих генных сегментов D и одного или более человеческих генных сегментов JH); и внесения в модифицированный локус иммуноглобулина направляющего вектора, например, крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего: (i) одну или более неперестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области (например, один или более человеческих генных сегментов VH, один или более человеческих генных сегментов D и один или более человеческих генных сегментов JH) или одну или более перестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области (например, один или более перестроенных человеческих генных сегментов V-D-J); (ii) селекционную кассету (например, ген устойчивости к неомицину, фланкируемый участками 1охР); и (iii) 5' и 3' крысиные плечи гомологии[00892] Humanization of an endogenous rat immunoglobulin heavy chain locus is performed by removing one or more nucleotide sequences of a rat immunoglobulin heavy chain (e.g., one or more endogenous V H gene segments, one or more human D gene segments, and one or more human J H gene segments ); and introducing a targeting vector into the modified immunoglobulin locus, e.g., a large targeting vector (LTVEC), comprising: (i) one or more non-rearranged human variable region nucleotide sequences (e.g., one or more human V H gene segments, one or more human gene segments D and one or more human gene segments J H ) or one or more rearranged human variable region nucleotide sequences (eg, one or more rearranged human VDJ gene segments); (ii) a selection cassette (for example, a neomycin resistance gene flanked by 1xP regions); and (iii) 5 'and 3' rat shoulders homology

[00893] Вкратце, один или более эндогенных генных сегментов вариабельной области тяжелой цепи крысиного иммуноглобулина (т.е. один или более генных сегментов VH, один или более человеческих генных сегментов D и один или более человеческих генных сегментов JH) в крысином БИХ клоне удаляют или инактивируют путем таргетирования эндогенного крысиного локуса тяжелой цепи иммуноглобулина при помощи селекционной кассеты, фланкируемой крысиными плечами гомологии. Конкретнее, конструируют направляющий вектор, содержащий селекционную кассету (например, ген устойчивости к неомицину, фланкируемый участками 1охР), фланкируемую 5' и 3' крысиными плечами гомологии, которые комплементарны целевым крысиным геномным последовательностям (например, вышележащим и нижележащим крысиным последовательностям геномной ДНК, включающим один или более генных сегментов VH, один или более человеческих генных сегментов D и один или более человеческих генных сегментов JH).[00893] Briefly, one or more endogenous rat immunoglobulin heavy chain variable region gene segments (ie, one or more V H gene segments, one or more human D gene segments, and one or more human J H gene segments) in rat IIR a clone is removed or inactivated by targeting the endogenous rat immunoglobulin heavy chain locus with a selection cassette flanked by rat homology arms. More specifically, a targeting vector is constructed containing a selection cassette (e.g., a neomycin resistance gene flanked by 1xP regions) flanked by 5 'and 3' rat homology arms that are complementary to target rat genomic sequences (e.g., upstream and downstream rat genomic DNA sequences, one or more V H gene segments, one or more human D gene segments and one or more human J H gene segments).

[00894] После этого отбирают бактериальные клетки, содержащие крупный фрагмент крысиной геномной ДНК, содержащий крысиный локус, тяжелой цепи иммуноглобулина, и вносят с плазмидой (например, pABG), кодирующей рекомбиназу, функционально связанную с временно индуцибельным промотором. Затем направляющий вектор с вышеприведенной конструкцией вносят в рекомбинационно-компетентные бактериальные клетки. После электропорации бактериальные клетки обрабатывают индуктором (например, арабинозидом), чтобы инициировать гомологичную рекомбинацию между направляющим вектором и целевой крысиной геномной последовательностью в БИХ клоне. Трансформированные клетки высевают при высокой плотности и подвергают отбору по чувствительности к лекарственному препарату, чтобы найти устойчивые к лекарственному препарату колонии. Устойчивые к лекарственному препарату колонии собирают и проводят скрининг в отношении направленной модификации.[00894] Thereafter, bacterial cells containing a large fragment of rat genomic DNA containing the rat locus of an immunoglobulin heavy chain are selected and introduced with a plasmid (eg, pABG) encoding a recombinase operably linked to a transiently inducible promoter. The targeting vector with the above construct is then introduced into recombination-competent bacterial cells. Following electroporation, bacterial cells are treated with an inducer (eg, arabinoside) to initiate homologous recombination between the targeting vector and the target rat genomic sequence in the IIR clone. The transformed cells are plated at high density and subjected to drug sensitivity screening to find drug resistant colonies. Drug resistant colonies are harvested and screened for targeted modification.

[00895] Чтобы облегчить выявление направленной генетической модификации, применяют высокопроизводительный количественный анализ, а именно анализ модификации аллеля (МОА), который позволяет проводить крупномасштабный скрининг модифицированного(ых) аллеля(ей) в родительской хромосоме после генетической модификации. Анализ МОА можно проводить при помощи различных аналитических методов, включая, но не ограничиваясь этим, количественную ПЦР, например, ПЦР в режиме реального времени (кПЦР). Например, ПЦР в режиме реального времени включает применение первой группы праймеров, которая распознает целевой локус, и второй группы праймеров, которая распознает нецелевой контрольный локус. Кроме того, группа праймеров может содержать флуоресцентный зонд, который распознает амплифицированную последовательность. В альтернативном варианте количественный анализ можно проводить при помощи различных аналитических методов, включая, но не ограничиваясь этим, флуоресцентную гибридизацию in situ (FISH), сравнительную геномную гибридизацию, изотермическую амплификацию ДНК, количественную гибридизацию с иммобилизованным(и) зондом(ами), Invader Probes®, ММР assays®, TaqMan® Molecular Beacon и методом зондов Eclipse™. (Смотрите, например, US2005/0144655, которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки).[00895] To facilitate the detection of targeted genetic modification, a high-throughput quantitative assay is used, namely allele modification assay (MOA), which allows large-scale screening of modified allele (s) on the parent chromosome after genetic modification. MOA analysis can be performed using a variety of analytical methods, including, but not limited to, quantitative PCR, such as real-time PCR (qPCR). For example, real-time PCR involves the use of a first primer set that recognizes a target locus and a second primer set that recognizes a non-target control locus. In addition, the primer group may contain a fluorescent probe that recognizes the amplified sequence. Alternatively, quantitative analysis can be performed using a variety of analytical methods, including, but not limited to, fluorescence in situ hybridization (FISH), comparative genomic hybridization, isothermal DNA amplification, quantitative hybridization with immobilized probe (s), Invader Probes ®, MMP assays®, TaqMan® Molecular Beacon and Eclipse ™ probes. (See, for example, US2005 / 0144655, which is incorporated herein by reference in its entirety).

[00896] Затем бактериальные клетки, содержащие модифицированный крысиный БИХ клон, т.е. БИХ клон, содержащий крысиную последовательность геномной ДНК, в которой один или более эндогенных генных сегментов вариабельной области тяжелой цепи (генных сегментов VH, D и/или JH) были удалены или инактивированы, электропорируют вместе с крупным направляющим вектором (LTVEC), содержащим: (i) одну или более неперестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области (например, один или более неперестроенных человеческих генных сегментов VH, один или более человеческих генных сегментов D и один или более человеческих генных сегментов JH) или одну или более перестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области (например, один или более перестроенных человеческих генных сегментов V-D-J).[00896] Then the bacterial cells containing the modified rat IIR clone, i. E. An IIR clone containing a rat genomic DNA sequence in which one or more endogenous heavy chain variable region gene segments (V H , D and / or J H gene segments) have been removed or inactivated is electroporated together with a large targeting vector (LTVEC) containing (i) one or more non-rearranged human variable region nucleotide sequences (e.g., one or more non-rearranged human V H gene segments, one or more human D gene segments, and one or more human J H gene segments) or one or more rearranged nucleotide sequences a human variable region (eg, one or more rearranged human VDJ gene segments).

[00897] Инициацию гомологичной рекомбинации в бактериальных клетках и отбор положительных клонов проводят так, как описано выше. Неперестроенные или перестроенные нуклеотидные последовательности вариабельной области тяжелой цепи человеческого иммуноглобулина при встраивании в эндогенный локус тяжелой цепи иммуноглобулина становятся функционально связанными с эндогенной нуклеотидной последовательностью константной области тяжелой цепи крысиного иммуноглобулина. В альтернативном варианте эндогенный крысиный локус константной области тяжелой цепи можно инактивировать, например, путем удаления одного или более генных сегментов крысиной константной области тяжелой цепи (СН) из эндогенного локуса константной области тяжелой цепи и замещения нуклеотидной последовательностью человеческой константной области тяжелой цепи.[00897] The initiation of homologous recombination in bacterial cells and selection of positive clones is carried out as described above. Non-rearranged or rearranged human immunoglobulin heavy chain variable region nucleotide sequences when inserted into an endogenous immunoglobulin heavy chain locus become operably linked to an endogenous rat immunoglobulin heavy chain constant region nucleotide sequence. Alternatively, an endogenous rat heavy chain constant region locus can be inactivated, for example, by removing one or more rat heavy chain constant region (CH) gene segments from an endogenous heavy chain constant region locus and replacing a human heavy chain constant region with a nucleotide sequence.

[00898] Аналогично, гуманизацию эндогенного локуса κ или λ легкой цепи крысиного иммуноглобулина проводят путем удаления одной или более эндогенных крысиных нуклеотидных последовательностей вариабельной области κ и/или λ легкой цепи иммуноглобулина (например, одного или более эндогенных крысиных генных сегментов Vκ и одного или более эндогенных крысиных генных сегментов Jκ); и таргетирования модифицированного локуса легкой цепи иммуноглобулина при помощи направляющего вектора, например, крупного направляющего вектора (LTVEC), содержащего: (i) одну или более неперестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина (например, один или более человеческих генных сегментов Vκ и один или более человеческих генных сегментов Jκ) или одну или более перестроенных нуклеотидных последовательностей человеческой вариабельной области {например, один или более перестроенных человеческих генных сегментов Vκ-Jκ); (ii) селекционную кассету (например, ген устойчивости к неомицину, фланкируемый участками 1охР); и (iii) 5' и 3' крысиные плечи гомологии.[00898] Similarly, humanization of an endogenous κ or λ light chain locus of a rat immunoglobulin is performed by removing one or more endogenous rat κ and / or λ light chain immunoglobulin variable region nucleotide sequences (e.g., one or more endogenous rat V κ gene segments and one or more endogenous rat gene segments J κ ); and targeting the modified immunoglobulin light chain locus with a targeting vector, e.g., a large targeting vector (LTVEC), comprising: (i) one or more non-rearranged human immunoglobulin light chain variable region nucleotide sequences (e.g., one or more human V κ and one or more human J κ gene segments) or one or more rearranged human variable region nucleotide sequences (eg, one or more rearranged human V κ -J κ gene segments); (ii) a selection cassette (for example, a neomycin resistance gene flanked by 1xP regions); and (iii) 5 'and 3' rat shoulders homology.

[00899] Неперестроенные или перестроенные нуклеотидные последовательности вариабельной области легкой цепи человеческого иммуноглобулина при встраивании в эндогенный локус легкой цепи иммуноглобулина становятся функционально связанными с эндогенной нуклеотидной последовательностью константной области легкой цепи крысиного иммуноглобулина.[00899] Non-rearranged or rearranged human immunoglobulin light chain variable region nucleotide sequences when inserted into an endogenous immunoglobulin light chain locus become operably linked to an endogenous rat immunoglobulin light chain constant region nucleotide sequence.

[00900] LTVEC, получаемый, таким образом, в бактериальных клетках, содержит, например, нуклеотидную вставку, которая содержит гуманизированный локус тяжелой цепи или легкой цепи крысиного иммуноглобулина, в котором один или более эндогенных генных сегментов крысиной вариабельной области тяжелой или легкой цепи были замещены одним или более генными сегментами человеческой вариабельной области тяжелой или легкой цепи; и крысиные плечи гомологии {например, например, в диапазоне от 5 т.п.о. до 150 т.п.о.), комплементарные конкретным целевым геномным последовательностям. Затем LTVEC, содержащий вышеописанную генетическую модификацию, линеаризуют и электропорируют в крысиные ЭС клетки. Электропорированные крысиные ЭС клетки высевают при высокой плотности, чтобы выбрать устойчивые к лекарственному препарату ЭС клетки, содержащие направляющий вектор. Процесс отбора по чувствительности к лекарственному препарату приводит к удалению большинства высеянных клеток (~99%), оставляя отдельные колонии, каждая из которых является клоном, полученным от одной клетки. Среди оставшихся клеток большинство клеток (~ 80-100%) содержат направляющий вектор, интегрированный в случайный участок генома. Следовательно, колонии собирают по отдельности и проводят генотипирование для выявления крысиных ЭС клеток, содержащих направляющий вектор в правильном участке генома (например, применяя анализ модификации аллелей (МОА), описанный выше).[00900] The LTVEC thus obtained in bacterial cells contains, for example, a nucleotide insert that contains a humanized rat immunoglobulin heavy chain or light chain locus in which one or more endogenous rat variable heavy or light chain gene segments have been replaced one or more gene segments of a human variable region of the heavy or light chain; and rat shoulders homology {eg, for example, in the range of 5 kbp. up to 150 kb), complementary to specific target genomic sequences. Then the LTVEC containing the above genetic modification is linearized and electroporated into rat ES cells. Electroporated rat ES cells are plated at high density to select drug resistant ES cells containing the targeting vector. The selection process for drug susceptibility results in the removal of most of the seeded cells (~ 99%), leaving individual colonies, each of which is a clone derived from a single cell. Among the remaining cells, the majority of cells (~ 80-100%) contain a targeting vector integrated into a random region of the genome. Therefore, colonies are picked individually and genotyped to identify rat ES cells containing the targeting vector in the correct region of the genome (eg, using the allele modification analysis (MOA) described above).

[00901] Чтобы повысить эффективность направленной генетической модификации, крысиные ЭС клетки электропорируют экспрессионными векторами (или мРНК), которые экспрессируют ZFN 1 и 2 (или TALEN 1 и 2) вместе с LTVEC. Плечи гомологии направляющего вектора находятся за пределами целевого участка ZFN, следовательно, направляющий вектор не расщепляется ZFN. Создаваемый ZFN двухцепочечный разрыв стимулирует направляемую гомологией репарацию (НГР), которая в ином случае обеспечивает очень небольшой процент репараций, обычно происходящих в клетках млекопитающих (по сравнению с негомологичным соединением концов; НГСК).[00901] To increase the efficiency of targeted genetic modification, rat ES cells are electroporated with expression vectors (or mRNA) that express ZFN 1 and 2 (or TALEN 1 and 2) together with LTVEC. The homology arms of the targeting vector are outside the target region of the ZFN, hence the targeting vector is not cleaved by the ZFN. The double-strand break created by ZFN stimulates homology-directed repair (HGR), which otherwise provides a very small percentage of repairs normally occurring in mammalian cells (compared to non-homologous end-joining; NGSC).

[00902] В альтернативном варианте CRISPR-ассоциированную нуклеазу типа II (например, Cas9), направляющую РНК (включая CRISPR-PHK (cr-РНК) и транс-активирующую РНК CRISPR (tracrPHK)), описанные в данном документе, можно вносить в бактериальные клетки вместе с LTVEC для повышения эффективности гомологичной рекомбинации в целевом геномном локусе. Электропорированные клетки высевают при высокой плотности и подвергают отбору по чувствительности к лекарственному препарату, чтобы найти устойчивые к лекарственному препарату колонии. Устойчивые к лекарственному препарату колонии собирают и проводят скрининг в отношении направленной модификации, применяя описанный в данном документе анализ модификации аллеля (МОА). После этих процедур можно достичь улучшения эффективности таргетирования. Например, величина улучшения может быть небольшой (например, улучшение от 10% до 15%) или большой (например, улучшение от 10% до 80%).[00902] Alternatively, a type II CRISPR-associated nuclease (eg, Cas9), a guide RNA (including CRISPR-RNA (cr-RNA) and trans-activating CRISPR RNA (tracrRNA)) described herein can be introduced into bacterial cells together with LTVECs to increase the efficiency of homologous recombination at the target genomic locus. Electroporated cells are plated at high density and subjected to drug sensitivity screening to find drug resistant colonies. Drug resistant colonies are harvested and screened for targeted modification using the allele modification assay (MOA) described herein. After these procedures, you can achieve an improvement in targeting efficiency. For example, the magnitude of the improvement can be small (eg, 10% to 15% improvement) or large (eg, 10% to 80% improvement).

[00903] Затем отобранные крысиные ЭС клетки, содержащие направленную генетическую модификацию, вносят в крысиный эмбрион-хозяина, например, находящийся на стадии пре-морулы или бластоцисты крысиный эмбрион, и имплантируют в матку суррогатной матери, чтобы получить крысу-основательницу (крысу F0). После этого крысу-основательницу скрещивают с крысой дикого типа для получения потомства F1, гетерозиготного в отношении генетической модификации. Путем спаривания гетерозиготных крыс F1 можно получить потомство, гомозиготное в отношении генетической модификации.[00903] The selected rat ES cells containing the targeted genetic modification are then introduced into a rat host embryo, for example, a pre-morula or blastocyst rat embryo, and implanted into the uterus of a surrogate mother to obtain a founding rat (F0 rat) ... Thereafter, the founding rat is crossed with the wild-type rat to produce F1 offspring heterozygous for the genetic modification. By mating heterozygous F1 rats, progeny homozygous for genetic modification can be obtained.

4.3(а). Замещение крысиного IL2rg человеческим рецептором IL2 гамма4.3 (a). Replacement of rat IL2rg with human IL2 gamma receptor

[00904] В Таблице 29 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма, а приведенные позиции были взяты из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL). Il2rg находится в Х-хромосоме на (-) цепи.[00904] Table 29 summarizes the genomic structure of the rat interleukin-2 gamma receptor locus, and the positions shown were taken from construct 5.0 of the rat genome standard sequence (ENSMBL). Il2rg is located on the X chromosome on the (-) chain.

[00905][00905]

Figure 00000060
Figure 00000060

[00906] На нижней схеме на Фигуре 25 приведен направляющий вектор для создания 3,2 т.п.о. делеции в Il2rg. Направляющий вектор содержит репортерные ген (уЗФБ), функционально связанный с эндогенным промотором и самоуничтожающейся кассетой, фланкируемой участками loxP (неокрашенные стрелки). Самоуничтожающаяся кассета содержит ген Crei, функционально связанный с промотором мышиного Prm1, и селекционную кассету, содержащую ген устойчивости к неомицину, функционально связанный с промотором человеческого убиквитина.[00906] The lower diagram of Figure 25 shows the direction vector for creating 3.2 kbp. deletions in Il2rg. The targeting vector contains a reporter gene (uZPB) operably linked to an endogenous promoter and a self-destructive cassette flanked by loxP regions (unstained arrows). The self-destructive cassette contains the Crei gene operably linked to the murine Prm1 promoter and a selection cassette containing the neomycin resistance gene operably linked to the human ubiquitin promoter.

[00907] Ген Crei содержит два экзона, кодирующих рекомбиназу Cre, которые разделены интроном (Crei) для предотвращения его экспрессии в прокариотической клетке. Смотрите, например, патент США 8697851 и опубликованную заявку на патент США 2013-0312129, в которых подробно описана самоуничтожающаяся кассета, и которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Экспрессионную кассету Cre и самоуничтожающуюся кассету можно удалять, применяя промотор мышиного Prmi, в частности, в мужских зародышевых клетках крыс F0. Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью устойчивых к неомицину ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00907] The Crei gene contains two exons encoding Cre recombinase, which are separated by an intron (Crei) to prevent its expression in a prokaryotic cell. See, for example, US patent 8697851 and US published patent application 2013-0312129, which describe in detail the self-destructive cassette, and which are fully incorporated herein by reference. The Cre expression cassette and the self-destructing cassette can be removed using the murine Prmi promoter, in particular in F0 male germ cells of rats. The targeting vector was electroporated into the rat ES cells obtained in Example 1, and cells were seeded at 15 cm with 2x density of neomycin resistant PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00908] Конструировали плазмидный направляющий вектор для замещения полноразмерной кодирующей области крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма полноразмерной кодирующей областью человеческого рецептора интерлейкина-2 гамма, как показано на Фигуре 31. Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью устойчивых к неомицину ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. В частности, 4×106 клеток электропорировали 2 мкг полноразмерного вектора гуманизации Il2rg при напряжении 400 В, емкости 100 мкФ и сопротивлении 0. Отбор проводили, используя 75 мкг/мл G418. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00908] A plasmid targeting vector was constructed to replace the full-length coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor with the full-length human interleukin-2 gamma receptor coding region as shown in Figure 31. The targeting vector was electroporated into the rat ES cells obtained in Example 1 and the cells were seeded 15 cm with 2x density of neomycin-resistant PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Specifically, 4 × 10 6 cells were electroporated with 2 μg of the full-length Il2rg humanization vector at a voltage of 400 V, a capacitance of 100 μF, and a resistance of 0. Selection was performed using 75 μg / ml G418. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00909] Как показано в Таблице 44, проводили скрининг 168 колоний и получили 6 таргетированных клонов. Эффективность таргетирования составила 3,57%. Проводили инъекцию одного клона в бластоцисты, как описано в Примере 1, и был получен один клон, продуцирующий химеры.[00909] As shown in Table 44, 168 colonies were screened and 6 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 3.57%. One clone was injected into blastocysts as described in Example 1, and one clone producing chimeras was obtained.

[00910] Клоны инъецировали в бластоцисты, как описано в данном документе в Примере 1. Получали клоны, продуцирующие химерных крыс F0. Бластоцисты переносили в организм псевдобеременных самок-реципиентов, используя стандартные методы, и получали химерных крыс F0. Получали крыс F0, которые передают направленную модификацию через зародышевую линию.[00910] Clones were injected into blastocysts as described herein in Example 1. Received clones producing chimeric F0 rats. Blastocysts were transferred into pseudopregnant female recipients using standard methods and chimeric F0 rats were obtained. Received F0 rats that transmit targeting modification through the germ line.

4.3(b)(i). Замещение крысиного эктодомена IL2rg человеческим эктодоменом IL2rg4.3 (b) (i). Replacement of rat ectodomain IL2rg with human ectodomain IL2rg

[00911] Полноразмерная гуманизация рецептора IL 2 гамма имеет преимущество, так как крысы, имеющие такой модифицированный локус, будут вырабатывать человеческий Il2rg; и это позволит выявлять человеческий Il2rg у крыс при помощи антител, специфических к человеческому Il2rg.[00911] Full-length humanization of the IL 2 gamma receptor has the advantage that rats having such a modified locus will produce human Il2rg; and this will allow the detection of human Il2rg in rats using antibodies specific to human Il2rg.

[00912] Эктогуманизация (т.е. замещение крысиного эктодомена Il2rg человеческим эктодоменом Il2rg) приведет к получению полипептида Il2rg, который будет связывать человеческие лиганды Il2rg, но так как цитоплазматический домен остается крысиным, эктогуманизированная форма Il2rg будет также взаимодействовать с крысиным сигнальным аппаратом. На Фигуре 33 приведено выравнивание последовательностей белка человеческого IL-2rg (SEQ ID №20; NP_000197.1); белка крысиного IL-2rg (SEQ ID №21; NP_543165.1); и химерного белка IL-2rg (SEQ ID №22), содержащего эктодомен человеческого IL-2rg, слитый с остатком белка крысиного IL-2rg. Место соединения человеческого и крысиного IL-2rg обозначено вертикальной линией.[00912] Ectogumanization (ie, replacement of the rat Il2rg ectodomain with the human Il2rg ectodomain) will result in an Il2rg polypeptide that will bind the human Il2rg ligands, but since the cytoplasmic domain remains rat, the ectogumanized form of Il2rg signaling will also interact with the rat Il2rg signaling domain. Figure 33 shows the sequence alignment of the human IL-2rg protein (SEQ ID No. 20; NP_000197.1); rat IL-2rg protein (SEQ ID No. 21; NP_543165.1); and a chimeric IL-2rg protein (SEQ ID NO: 22) containing the human IL-2rg ectodomain fused to the rat IL-2rg protein residue. The junction of human and rat IL-2rg is indicated by a vertical line.

[00913] В Таблице 30 приведены обобщенные данные по геномной структуре локуса крысиного рецептора интерлейкина-2 гамма, а приведенные позиции были взяты из конструкции 5.0 стандартной последовательности крысиного генома (ENSMBL). Il2rg находится в Х-хромосоме на (-) цепи. Дополнительно обозначена позиция эктодомена Il2rg.[00913] Table 30 summarizes the genomic structure of the rat interleukin-2 gamma receptor locus, and the positions shown were taken from construct 5.0 of the rat genome standard sequence (ENSMBL). Il2rg is located on the X chromosome on the (-) chain. Additionally, the position of the Il2rg ectodomain is indicated.

[00914][00914]

Figure 00000061
Figure 00000061

Figure 00000062
Figure 00000062

[00915] Конструировали плазмидный направляющий вектор для замещения полноразмерной кодирующей области крысиного эктодомена рецептора интерлейкина-2 гамма человеческим эктодоменом, как показано на Фигуре 32. Направляющий вектор электропорировали в крысиные ЭС клетки, полученные в Примере 1, и высевали клетки на 15 см с 2х плотностью устойчивых к неомицину ФЭМ в 2i+10 мкМ ROCKi. Трансформированные крысиные ЭС клетки культивировали, отбирали и поддерживали, как описано в Примере 1.[00915] A plasmid targeting vector was constructed to replace the full-length coding region of the rat interleukin-2 gamma receptor ectodomain with a human ectodomain as shown in Figure 32. The targeting vector was electroporated into rat ES cells obtained in Example 1 and the cells were seeded at 15 cm at 2x density neomycin-resistant PEM in 2i + 10 μM ROCKi. Transformed rat ES cells were cultured, selected and maintained as described in Example 1.

[00916] Как показано в Таблице 44, проводили скрининг 192 колоний и получили 13 таргетированных клонов. Эффективность таргетирования составила 6,77%.[00916] As shown in Table 44, 192 colonies were screened and 13 targeted clones were obtained. The targeting efficiency was 6.77%.

[00917] Клоны инъецировали в бластоцисты, как описано в данном документе в Примере 1, и получили два клона, продуцирующие химерных крыс. Получали клоны, продуцирующие крыс F0. Получали крыс F0, которые передают направленную модификацию через зародышевую линию.[00917] Clones were injected into blastocysts as described herein in Example 1, and two clones producing chimeric rats were obtained. Received clones producing rats F0. Received F0 rats that transmit targeting modification through the germ line.

4.3(b)(ii). Замещение крысиного эктодомена IL2rg человеческим эктодоменом IL2rg при помощи плазмиды в комбинации с CRISPR/Cas94.3 (b) (ii). Replacement of the rat IL2rg ectodomain with the IL2rg human ectodomain using a plasmid in combination with CRISPR / Cas9

[00918] В Таблице 31 приведено сравнение результатов экспериментов, в которых вектор с гуманизированным эктодоменом Il2rg, показанный на Фигуре 32, применяли один для таргетирования локуса крысиного Il2rg или применяли в комбинации с CRISPR/Cas9 нуклеазой для таргетирования локуса крысиного Il2rg. В каждом эксперименте электропорированные клетки высевали при высокой плотности и подвергали отбору по чувствительности к лекарственному препарату, чтобы найти устойчивые к лекарственному препарату колонии. Устойчивые к лекарственному препарату колонии собирали и проводили скрининг в отношении направленной модификации методом анализа модификации аллеля (МОА), как описано в данном документе. В частности, 4×106 клеток электропорировали 2 мкг вектора с гуманизированным эктодоменом Il2rg при напряжении 400 В, емкости 100 мкФ и сопротивлении 0. В последнем эксперименте также электропорировали 6 мкг экспрессионной плазмиды Cas9 и 3 мкг нРНК2 Il2rg или 3 мкг нРНК4 Il2rg. Отбор проводили, используя 75 мкг/мл G418. нРНК2 Il2rg имеет последовательность GAAGCTCTTTCTATACAATCTGG (SEQ ID №91) и нацелена на область из 190 п.о. 3' от экзона 1 крысиного Il2rg. нРНК4 Il2rg имеет последовательность CCCCCGAAAGGAGGAGCCCTAGG (SEQ ID №92) и нацелена на область из 80 п.о. 5' от стоп-кодона крысиного Il2rg (TGA) (смотрите Фигуру 49).[00918] Table 31 compares the results of experiments in which the humanized Il2rg ectodomain vector shown in Figure 32 was used alone to target the rat Il2rg locus or used in combination with CRISPR / Cas9 nuclease to target the rat Il2rg locus. In each experiment, electroporated cells were plated at high density and subjected to drug selection to find drug resistant colonies. Drug resistant colonies were harvested and screened for targeted modification by allele modification assay (MOA) as described herein. In particular, 4 × 10 6 cells were electroporated with 2 μg of a vector with a humanized Il2rg ectodomain at a voltage of 400 V, a capacitance of 100 μF, and a resistance of 0. In the last experiment, 6 μg of the Cas9 expression plasmid and 3 μg of Il2rg nRNA2 or 3 μg of Il2rg nRNA4 were also electroporated. Selection was performed using 75 μg / ml G418. nRNA2 Il2rg has the sequence GAAGCTCTTTCTATACAATCTGG (SEQ ID NO. 91) and targets a 190 bp region. 3 'from exon 1 of rat Il2rg. nRNA4 Il2rg has the sequence CCCCCGAAAGGAGGAGCCCTAGG (SEQ ID NO. 92) and targets an 80 bp region. 5 'from the rat Il2rg stop codon (TGA) (see Figure 49).

[00919][00919]

Figure 00000063
Figure 00000063

4.4(а). Усиленное таргетирование эндонуклеазами CRISPR/Cas9 с большими делениями генов отличного от человека животного с одновременным замещением генами человека4.4 (a). Enhanced targeting by CRISPR / Cas9 endonucleases with large gene divisions of non-human animals with simultaneous replacement with human genes

[00920] Новые разработанные лекарственные препараты против человеческих заболеваний, такие как полностью человеческие антитела, часто являются высокоспецифическими в отношении своих мишеней в человеческих клетках и тканях и не распознают гомологичные мишени в организме грызунов. Такой высокий уровень избирательности делает невозможным исследование эффективности и механизма действия лекарственных препаратов на грызунах перед первым применением на людях.[00920] Newly developed drugs against human diseases, such as fully human antibodies, are often highly specific for their targets in human cells and tissues and do not recognize homologous targets in rodents. This high level of selectivity makes it impossible to study the efficacy and mechanism of action of drugs in rodents before first use in humans.

[00921] Очень эффективным решением этой проблемы является создание генетически модифицированной мыши или крысы, у которой человеческий ген, кодирующий мишень лекарственного препарата, замещает гомолог грызуна. Одним из способов создания такого модифицированного аллеля у грызуна является удаление гена грызуна в эмбриональной стволовой (ЭС) клетке и вставка человеческого гена точно в удаленный локус на втором этапе модификации. Затем ЭС клетки инъецируют в эмбрион грызуна и имплантируют в матку суррогатной матери-грызуна, которая впоследствии производит генетически модифицированных детенышей, которые несут гуманизированный аллель.[00921] A very effective solution to this problem is the creation of a genetically modified mouse or rat, in which the human gene encoding the target of the drug replaces the homologue of the rodent. One way to create such a modified allele in a rodent is to remove the rodent gene in the embryonic stem (ES) cell and insert the human gene exactly at the distant locus in a second step of modification. ES cells are then injected into a rodent embryo and implanted into the uterus of a rodent surrogate mother, which subsequently produces genetically modified babies that carry the humanized allele.

[00922] Более эффективным способом создания гуманизированной генной модификации является применение крупного направляющего вектора (LTVEC), который управляет одновременным удалением гена грызуна и замещением его человеческим аналогом. При помощи методов генетической инженерии VELOCIGENE® можно осуществлять такую одноэтапную гуманизацию с относительно высокой эффективностью, если делеция гена грызуна и вставка гена человека не превышают около 20 тысяч пар оснований (т.п.о.). Более крупные одноэтапные гуманизации, приводящие к удалению и замещению более чем 100 т.п.о., возможны при помощи LTVEC и методов генетической инженерии, таких как методы генетической инженерии VELOCIGENE®, но вследствие снижения эффективности таргетирования, часто имеющих место при очень крупных модификациях, успешный результат часто требует скрининга от сотен до тысяч клонов ЭС клеток для обнаружения той, которая несет необходимую генетическую модификацию.[00922] A more efficient way to create a humanized gene modification is the use of a large targeting vector (LTVEC), which directs the simultaneous removal of the rodent gene and replacement of it with a human counterpart. With the help of VELOCIGENE® genetic engineering methods, such a one-step humanization can be carried out with relatively high efficiency if the deletion of the rodent gene and the insertion of the human gene do not exceed about 20 thousand base pairs (kb). Larger one-step humanizations, resulting in the removal and replacement of more than 100 kbp, are possible with LTVEC and genetic engineering techniques such as VELOCIGENE® genetic engineering techniques, but due to reduced targeting efficiency often occurring with very large modifications , a successful result often requires screening of hundreds to thousands of ES cell clones to find the one carrying the required genetic modification.

[00923] Для улучшения эффективности крупных гуманизации нами были разработаны способы, в которых комбинируется таргетирование генов при помощи LTVEC с направляемыми РНК коротких палиндромных повторов, регулярно расположенных группами, эндонукле азами Cas9 (CRISPR/Cas9). CRISPR/Cas9 нуклеазы представляют собой рибонуклеопротеиновые ферменты, состоящие из бактериальной ДНК-эн до нуклеазы Cas9, связанной с РНК CRISPR, которая направляет Cas9 для расщепления конкретной последовательности ДНК путем Уотсон-Криковского спаривания между направляющей РНК и одной нитью целевой ДНК. Вследствие простоты механизма нацеливания нетрудно конструировать эндонуклеазы CRISPR/Cas9, которые создают двухцепочечный разрыв вблизи любого геномного локуса. Двухцепочечные разрывы индуцируют клеточную геномную репарацию путем негомологичного соединения концов (НГСК), которое подвержено ошибкам и часто приводит к делециям и вставкам в участке двухцепочечного разрыва. Альтернативным механизмом репарации двухцепочечного разрыва является направляемая гомологией репарация (НГР), в которой эндогенный или экзогенный кусок ДНК, который обладает идентичностью или сходством последовательностей с поврежденным участком, органично чинит поврежденные концы посредством действия клеточного аппарата гомологичной рекомбинации. НГР может приводить к идеальной репарации, которая сохраняет оригинальную последовательность в участке повреждения, или ее можно применять для управления сконструированной модификацией, такой как удаление, вставка или замещение последовательности на участке двухцепочечного разрыва. CRISPR/Cas9 могут сильно повышать скорость предусмотренных актов НГР путем управления точными двухцепочечными расщеплениями в участках, предназначенных для генетических модификаций.[00923] To improve the efficiency of large humanization, we have developed methods that combine LTVEC targeting of genes with directed RNAs of short palindromic repeats, regularly arranged in groups, Cas9 endonucleases (CRISPR / Cas9). CRISPR / Cas9 nucleases are ribonucleoprotein enzymes composed of bacterial DNA-en to Cas9 nuclease linked to CRISPR RNA, which directs Cas9 to cleave a specific DNA sequence by Watson-Crick pairing between the guide RNA and one strand of target DNA. Due to the simplicity of the targeting mechanism, it is not difficult to design CRISPR / Cas9 endonucleases that create a double-stranded break near any genomic locus. Double-stranded breaks induce cellular genomic repair by non-homologous end-linkage (NHSC), which is error-prone and often leads to deletions and insertions at the double-stranded break site. An alternative mechanism for repairing double-strand breaks is homology-guided repair (HGR), in which an endogenous or exogenous piece of DNA, which has sequence identity or similarity to the damaged region, organically repairs the damaged ends through the action of the cellular apparatus of homologous recombination. UHR can result in ideal repair that retains the original sequence at the site of injury, or it can be used to drive an engineered modification, such as deletion, insertion, or replacement of a sequence at a double-strand break site. CRISPR / Cas9 can dramatically increase the rate of envisioned GHR acts by manipulating precise double-stranded cleavages at sites targeted for genetic modification.

[00924] Для осуществления точного одноэтапного удаления всего или части гена грызуна и одновременного замещения всем или частью его человеческого гомолога мы вносили путем электропорации в ЭС клетки грызунов три молекулы нуклеиновой кислоты: (1) LTVEC; (2) плазмиду или мРНК, кодирующую эндонуклеазу Cas9; и (3) плазмиду, кодирующую одиночную направляющую РНК (онРНК) CRISPR, или саму онРНК. LTVEC, содержащий весь или часть человеческого гена, который кодирует генный продукт (белок или РНК), фланкируемый плечами гомологии ДНК грызуна, сконструирован для управления актом ГР, которая удаляет ген грызуна и вставляет человеческий ген. Гуманизирующий LTVEC также несет кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, которая управляет экспрессией фермента (например, неомицин фосфотрансферазы), который придает устойчивость к антибиотику (например, G418). ЭС клетки, которые поглотили LTVEC и включили его в свой геном, были способны расти и формировать колонии в чашке Петри в среде для роста, содержащей антибиотик. Так как мы вносили в от 500 до 1000 раз больше CRISPR/Cas9-кодирующих нуклеиновых молекул, чем молекул LTVEC, большинство LTVEC-содержащих устойчивых к лекарственному препарату колоний также содержали, по меньшей мере временно, компоненты CRISPR/Cas9. Мы собирали устойчивые к лекарственному препарату колонии и проводили их скрининг методом потери аллеля (Valenzuela, D. ei al. (2003) High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotech. 21:652-660; Frendewey, D. et al. (2010) The loss-of-allele assay for ES cell screening and mouse genotyping, Methods Enzymol. 476:295-307; в полном объеме включенные в данный документ посредством ссылки) для выявления клонов, которые содержали правильно таргетированный гуманизированный аллель.[00924] To perform an accurate one-step removal of all or part of the rodent gene and simultaneous replacement of all or part of its human homologue, we introduced three nucleic acid molecules into ES cells of rodents by electroporation: (1) LTVEC; (2) a plasmid or mRNA encoding a Cas9 endonuclease; and (3) a plasmid encoding a CRISPR single guide RNA (sRNA), or sRNA itself. An LTVEC containing all or part of a human gene that encodes a gene product (protein or RNA) flanked by rodent DNA homology arms is engineered to drive the act of GH, which removes the rodent gene and inserts the human gene. The humanizing LTVEC also carries a drug susceptibility selection cassette that drives the expression of an enzyme (eg, neomycin phosphotransferase) that confers antibiotic resistance (eg, G418). ES cells that ingested LTVEC and incorporated it into their genome were able to grow and form colonies in a Petri dish in growth medium containing the antibiotic. Since we introduced 500 to 1000 times more CRISPR / Cas9-encoding nucleic acid molecules than LTVEC molecules, most LTVEC-containing drug-resistant colonies also contained, at least temporarily, CRISPR / Cas9 components. We collected drug-resistant colonies and screened them by allele loss (Valenzuela, D. ei al. (2003) High-throughput engineering of the mouse genome coupled with high-resolution expression analysis, Nature Biotech. 21: 652-660; Frendewey, D. et al. (2010) The loss-of-allele assay for ES cell screening and mouse genotyping, Methods Enzymol. 476: 295-307; incorporated by reference in its entirety) to identify clones that contained correctly targeted humanized allele.

[00925] В одном конкретном эксперименте конструировали LTVEC для создания 68 т.п.о. удаления гена мышиного Lrp5 (родственный рецептору липопротеинов низкой плотности белок 5) и одновременного замещения 91 т.п.о. фрагментом гомологичного гена человеческого LRP 5 (Фигура 34). LTVEC содержал 91 т.п.о. фрагмент гена человеческого LRP 5, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 7 т.п.о. и 33 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Lrp5, которые фланкируют 68 т.п.о. последовательность мышиного гена Lrp5, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Lrp5 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из восьми онРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Lrp5, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого LRP5.[00925] In one particular experiment, LTVECs were designed to generate 68 kbp. removal of the murine Lrp5 gene (related to low density lipoprotein receptor protein 5) and simultaneous replacement of 91 kbp. fragment of the homologous gene of human LRP 5 (Figure 34). LTVEC contained 91 kbp. a fragment of the human LRP 5 gene, flanked by homology arms containing 7 kb. and 33 kbp. genomic DNA derived from portions of the murine Lrp5 locus that flank 68 kbp. the sequence of the murine Lrp5 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Lrp5 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of eight ssRNAs (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF) designed to create double-stranded breaks in the region the murine Lrp5 gene to be deleted. ssRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human LRP5 gene.

[00926] Результаты гуманизации гена Lrp5 при помощи CRISPR/Cas9 показаны в Таблице 32. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что 1,0% исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов несли правильно таргетированный моноаллельный гетерозиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазами Cas9, направляемыми семью из восьми исследованных онРНК (онРНК-5'А, онРНК-5'В, онРНК-5'В2, онРНК-С, онРНК-D, онРНК-3'Е2 и онРНК-3'F; последовательности приведены в Таблице 33), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций с эффективностью в диапазоне от 2,1 до 7,3%, что соответствует 2-9-кратному усилению одноэтапного таргетирования гуманизированных генов по сравнению с применением одного LTVEC. В случае Са89-управляемого расщепления посредством онРНК-5'В2, кроме моноаллельного таргетирования, мы выявили биаллельную гомозиготную гуманизацию с частотой 1%. Гомозиготные в отношении Lrp5 гуманизированные ЭС клетки можно преобразовать методом генетической инженерии VELOCIMOUSE® (Poueymirou, W.Т. et al. (2007) F0 generation mice fully derived from gene-targeted embryonic stem cells allowing immediate phenotypic analyses, Nature Biotech. 25:91-99, в полном объеме включенная в данный документ посредством ссылки) непосредственно в полностью полученных из ЭС клеток мышей, готовых для проведения исследований фенотипа и эффективности лекарственных препаратов.[00926] The results of humanizing the Lrp5 gene using CRISPR / Cas9 are shown in Table 32. When only LTVECs were added to ES cells, we found that 1.0% of the drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with Cas9 endonucleases directed by seven of the eight studied sRNAs (sRNA-5'A, sRNA-5'B, sRNA-5'B2, sRNA-C, sRNA-D, sRNA-3'E2, and sRNA -3'F; sequences are given in Table 33), resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations with efficiencies ranging from 2.1 to 7.3%, which corresponds to a 2-9-fold increase in one-step targeting of humanized genes compared with the use of one LTVEC. In the case of Ca89-driven cleavage by sRNA-5'B2, in addition to monoallelic targeting, we detected biallelic homozygous humanization with a frequency of 1%. Humanized ES cells homozygous for Lrp5 can be transformed by genetic engineering VELOCIMOUSE® (Poueymirou, W.T. et al. (2007) F0 generation mice fully derived from gene-targeted embryonic stem cells allowing immediate phenotypic analyzes, Nature Biotech. 25:91 -99, fully incorporated herein by reference) directly into fully ES derived mice cells ready for phenotype and drug efficacy studies.

[00927][00927]

Figure 00000064
Figure 00000064

Figure 00000065
Figure 00000065

[00928][00928]

Figure 00000066
Figure 00000066

[00929] Усиленное таргетирование при гуманизации крупного Lrp5 при помощи эндонуклеаз CRISPR/Cas9 существенно по сравнению с эквивалентными экспериментами, проводимыми с цинк-пальцевыми нуклеазами (ZFN). Мы получили четыре ZFN, сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области мышиного гена Lrp5, предназначенного для удаления (Фигура 34). ZFN была нацелена на последовательность вблизи 5'конца делеции (а), одна была нацелена на последовательность в середине делеции (b), а две были нацелены на последовательности вблизи 3'конца делеции (с, d). В отдельных экспериментах мы комбинировали гуманизирующий Lrp5 LTVEC с плазмидой, кодирующей одну из четырех ZFN (a-d), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области мышиного гена Lrp5, которые были предназначены для удаления. Мы определили, что все ZFN были активны и способны индуцировать мутации НГСК в гене Lrp5 (данные не приведены), но в комбинации с LTVEC, ни одно усиленное НГР-опосредованное таргетинование генов не было сравнимо с одним LTVEC.[00929] The enhanced targeting of large Lrp5 humanization with CRISPR / Cas9 endonucleases is significant compared to equivalent experiments conducted with zinc finger nucleases (ZFN). We obtained four ZFNs designed to create double-stranded breaks in the region of the mouse Lrp5 gene targeted for deletion (Figure 34). ZFN targeted the sequence near the 5 'end of the deletion (a), one targeted the sequence in the middle of the deletion (b), and two targeted sequences near the 3' end of the deletion (c, d). In separate experiments, we combined humanizing Lrp5 LTVEC with a plasmid encoding one of four ZFNs (a-d) designed to create double-stranded breaks in the region of the murine Lrp5 gene that were intended to be deleted. We determined that all ZFNs were active and capable of inducing Lrp5 mutations in IHSCs (data not shown), but in combination with LTVEC, no enhanced HHR-mediated gene targeting was comparable to LTVEC alone.

[00930] Повышение эффективности таргетирования при гуманизации крупного Lrp5 при помощи эндонуклеаз CRISPR/Cas9 также существенно по сравнению с серией экспериментов по гуманизации при помощи ZFN. В этих экспериментах проводили серию гуманизации при помощи ZFN, в которых увеличивали размер делеции целевого мышиного гена и вставки человеческого гена (Таблица 34; Фигура 35). Фигура 35А иллюстрирует процент эффективности таргетирования LTVEC, нацеленных на гены с возрастающим размером делеции. LTVEC применяли одни (серые квадраты) или в комбинации с ZFN (черные квадраты). Фигура 35В иллюстрирует процент эффективности таргетирования LTVEC с человеческими генными вставками возрастающего размера. Снова LTVEC применяли одни (серые треугольники) или в комбинации с ZFN (черные треугольники). Как показано в Таблице 34 и на Фигуре 35, способность ZFN-опосредованного расщепления ДНК повышать эффективность таргетирования LTVEC исчезла, когда размер делеции целевого мышиного гена превысил 24,7 т.п.о. и когда размер вставки человеческого гена превысил 22,2 т.п.о. (Таблица 34; Фигура 35А). В противоположность этому, CRISPR/Cas9 была способна повышать эффективность таргетирования LTVEC гена Lrp5, которое включало удаление мышиного гена из 68,3 т.п.о. и вставку человеческого гена из 91,0 т.п.о. (Таблица 32; Фигура 34). Это указывает на то, что эндонуклеазы CRISPR/Cas9 способны повышать эффективность таргетирования LTVEC в ситуациях, где другие нуклеазы (например, цинк-пальцевые нуклеазы) не могут.[00930] The increase in targeting efficiency during humanization of large Lrp5 using CRISPR / Cas9 endonucleases is also significant compared to a series of experiments on humanization using ZFN. In these experiments, a series of ZFN humanizations was performed in which the size of the target mouse gene deletion and the human gene insert was increased (Table 34; Figure 35). Figure 35A illustrates the percent targeting efficiency of LTVECs targeting genes with increasing deletion size. LTVEC was used alone (gray squares) or in combination with ZFN (black squares). Figure 35B illustrates the percent targeting efficiency of LTVEC with increasing size human gene inserts. Again LTVECs were used alone (gray triangles) or in combination with ZFN (black triangles). As shown in Table 34 and Figure 35, the ability of ZFN-mediated DNA cleavage to increase the targeting efficiency of LTVEC disappeared when the size of the target mouse gene deletion exceeded 24.7 kb. and when the size of the human gene insert exceeded 22.2 kbp. (Table 34; Figure 35A). In contrast, CRISPR / Cas9 was able to increase the efficiency of LTVEC targeting of the Lrp5 gene, which involved deletion of the 68.3 kb mouse gene. and insertion of a human gene from 91.0 kbp. (Table 32; Figure 34). This indicates that CRISPR / Cas9 endonucleases are capable of increasing the efficiency of LTVEC targeting in situations where other nucleases (for example, zinc finger nucleases) cannot.

[00931][00931]

Figure 00000067
Figure 00000067

[00932] Проводили сопоставимые эксперименты по гуманизации других мышиных генов. В одном эксперименте конструировали LTVEC для создания 45 т.п.о. делеции мышиного гена Trpa1 (представитель 1 подсемейства катионных каналов с транзиторным рецепторным потенциалом) и одновременного замещения 55 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена TRPA1 (Фигура 36). LTVEC содержал 55 т.п.о. фрагмент человеческого гена TRPA1, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 41 т.п.о. и 58 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Trpa1, который фланкирует 45 т.п.о. последовательность мышиного гена Trpa1, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Trpa1 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из восьми онРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Trpa1, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого TRPA1.[00932] Comparable experiments were performed to humanize other murine genes. In one experiment, LTVECs were designed to generate 45 kbp. deletion of the murine Trpa1 gene (representative of 1 subfamily of cationic channels with transient receptor potential) and simultaneous replacement of 55 kbp. a fragment of the homologous human TRPA1 gene (Figure 36). LTVEC contained 55 kbp. a fragment of the human TRPA1 gene, flanked by homology arms containing 41 kb. and 58 kb. genomic DNA derived from portions of the mouse Trpa1 locus that flanks 45 kbp. the sequence of the mouse Trpa1 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Trpa1 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of eight ssRNAs (gA, gB, gB2, gC, gD, gE2, gE, gF) designed to create double-stranded breaks in the region the murine Trpa1 gene to be deleted. sRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human TRPA1 gene.

[00933] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Trpa1 приведены в Таблице 35. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что 1,0% исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов несли правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой семью из восьми исследованных онРНК (А, А2, В, С, D и F; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций или биаллельных компаунд-гетерозиготных или гомозиготных мутаций с эффективностью в диапазоне от 1,0 до 3,1%. В случае управляемого Cas9 расщепления посредством нРНК А и нРНК F мы выявили компаунд-гетерозиготные мутации с частотой 1,0%.[00933] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Trpa1 gene are shown in Table 35. When only LTVECs were added to ES cells, we found that 1.0% of the drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, combining LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by seven of the eight ssRNAs tested (A, A2, B, C, D, and F; the sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations or biallelic compound heterozygous or homozygous mutations with an efficiency ranging from 1.0 to 3.1%. In the case of Cas9-driven cleavage by nRNA A and nRNA F, we identified compound heterozygous mutations with a frequency of 1.0%.

[00934][00934]

Figure 00000068
Figure 00000068

[00935] В другом эксперименте конструировали LTVEC для создания 55 т.п.о. делеции мышиного гена Folk1 (глутамат карбоксипептидаза 2) и одновременного замещения 61 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена F0LH1 (Фигура 37). LTVEC со держал 61 т.п.о. фрагмент человеческого гена F0LH1, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 22 т.п.о. и 46 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Folh1, который фланкирует 55 т.п.о. последовательность мышиного гена Folk1, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Folh1 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из шести онРНК (gA, gA2, gC, gD, gE и gE2), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Folh1, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого F0LH1.[00935] In another experiment, LTVECs were designed to generate 55 kbp. deletion of the mouse gene Folk1 (glutamate carboxypeptidase 2) and simultaneous substitution of 61 kbp. a fragment of the homologous human gene F0LH1 (Figure 37). LTVEC contained 61 kbp. a fragment of the human gene F0LH1, flanked by homology arms containing 22 kb. and 46 kbp. genomic DNA derived from portions of the mouse Folh1 locus that flanks 55 kbp. the sequence of the mouse Folk1 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Folh1 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of six ssRNAs (gA, gA2, gC, gD, gE, and gE2) designed to create double-stranded breaks in the mouse Folh1 gene region. intended to be deleted. ssRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human F0LH1 gene.

[00936] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Folh1 приведены в Таблице 36. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что ни один из 96 исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов не нес правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой тремя из шести исследованных онРНК (A, D и Е2; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций с эффективностью в диапазоне от 1,0 до 3,1%.[00936] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Folh1 gene are shown in Table 36. When only LTVECs were added to ES cells, we found that none of the 96 drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by three of the six ssRNAs tested (A, D, and E2; sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations with efficiencies ranging from 1.0 to 3.1 %.

[00937][00937]

Figure 00000069
Figure 00000069

[00938] В другом эксперименте конструировали LTVEC для создания 76 т.п.о. делеции мышиного гена компонента комплемента 5 (С5 или Hc) и одновременного замещения 97 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена С 5 (Фигура 38). LTVEC содержал 97 т.п.о. фрагмент человеческого гена С5, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 34,1 т.п.о. и 31,2 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного С5 (Hc), который фланкирует 76 т.п.о. последовательность мышиного гена С5 (Нс), предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации С5 (Hc) LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из шести онРНК (gA, gB, gC, gD, gE и gE2), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного С5 (Hc), предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого С5.[00938] In another experiment, LTVECs were designed to generate 76 kbp. deletion of the murine gene complement component 5 (C5 or Hc) and simultaneous replacement of 97 kbp. a fragment of the homologous human gene C 5 (Figure 38). LTVEC contained 97 kbp. a fragment of the human C5 gene, flanked by homology arms containing 34.1 kbp. and 31.2 kb. genomic DNA derived from portions of the mouse C5 (Hc) locus that flanks 76 kbp. the sequence of the mouse C5 (Hc) gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized C5 (Hc) LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of six ssRNAs (gA, gB, gC, gD, gE, and gE2) designed to create double-stranded breaks in the gene region murine C5 (Hc) to be removed. sRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human C5 gene.

[00939] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена С5 (Hc) приведены в Таблице 37. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что 1,0% исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов несли правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой всеми шестью исследованными онРНК (А, В, С, D, Е и Е2; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций или биаллельных компаунд-гетерозиготных или гомозиготных мутаций с эффективностью в диапазоне от 4,2 до 16,7%. В случае управляемого Cas9 расщепления посредством нРНК А и Е мы выявили компаунд-гетерозиготные мутации с частотой 5,2% и 4,2%, соответственно.[00939] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the C5 (Hc) gene are shown in Table 37. When only LTVECs were added to ES cells, we found that 1.0% of the drug resistant clones studied carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by all six ssRNAs studied (A, B, C, D, E, and E2; the sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations or biallelic compound heterozygous or homozygous mutations with an efficiency ranging from 4.2 to 16.7%. In the case of Cas9-driven cleavage by nRNA A and E, we identified compound heterozygous mutations with a frequency of 5.2% and 4.2%, respectively.

[00940][00940]

Figure 00000070
Figure 00000070

[00941] В другом эксперименте конструировали LTVEC для создания 38 т.п.о. делеции мышиного гена Adamts5 (дизинтегрин и металлопротеиназа с тромбоспондиновыми мотивами 5) и одновременного замещения 43 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена ADAMTS5 (Фигура 39). LTVEC содержал 43 т.п.о. фрагмент человеческого гена ADAMTS5, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 22 т.п.о. и 46 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Adamts5, который фланкирует 38 т.п.о. последовательность мышиного гена Adamts5, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Adamts5 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из восьми онРНК (gA, gA2, gB, gC, gD, gE, gE2 и gF), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Adamts5, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого ADAMTS5.[00941] In another experiment, LTVECs were designed to generate 38 kbp. deletion of the murine gene Adamts5 (disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 5) and simultaneous substitution of 43 kbp. a fragment of the homologous human gene ADAMTS5 (Figure 39). LTVEC contained 43 kb. a fragment of the human ADAMTS5 gene, flanked by homology arms containing 22 kb. and 46 kbp. genomic DNA derived from portions of the murine Adamts5 locus that flanks 38 kbp. the sequence of the murine Adamts5 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Adamts5 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of eight ssRNAs (gA, gA2, gB, gC, gD, gE, gE2, and gF) designed to create double-stranded breaks in the region gene for murine Adamts5, intended for deletion. ssRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human ADAMTS5 gene.

[00942] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Adamts5 приведены в Таблице 38. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что ни один из 96 исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов не нес правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой двумя из восьми исследованных онРНК (В и F; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций или биаллельных компаунд-гетерозиготных мутаций с эффективностью 1,0%. В случае управляемого Cas9 расщепления посредством нРНК Е2 мы выявили компаунд-гетерозиготные мутации с частотой 1,0%.[00942] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Adamts5 gene are shown in Table 38. When only LTVECs were added to ES cells, we found that none of the 96 drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by two of the eight ssRNAs tested (B and F; sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations or biallelic compound heterozygous mutations with a 1.0% efficiency. In the case of Cas9-driven cleavage by E2 nRNA, we identified compound heterozygous mutations with a frequency of 1.0%.

Figure 00000071
Figure 00000071

Figure 00000072
Figure 00000072

[00944] В другом эксперименте конструировали LTVEC для создания 102 т.п.о. делеции мышиного гена Erbb4 (рецепторная тирозиновая протеинкиназа erbB-4) и одновременного замещения 127 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена ERBB4 (Фигура 40). LTVEC содержал 127 т.п.о. фрагмент человеческого гена ERBB4, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 48 т.п.о. и 26 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Erbb4, который фланкирует 102 т.п.о. последовательность мышиного гена Erbb4, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Erbb4 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из восьми онРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE, gE2 и gF), сконструированных для создания двух цепочечных разрывов в области гена мышиного Erbb4, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого ERBB4.[00944] In another experiment, LTVECs were designed to generate 102 kbp. deletion of the murine gene Erbb4 (receptor tyrosine protein kinase erbB-4) and simultaneous substitution of 127 kbp. a fragment of the homologous human gene ERBB4 (Figure 40). LTVEC contained 127 kbp. a fragment of the human ERBB4 gene, flanked by homology arms containing 48 kb. and 26 so on. genomic DNA derived from portions of the mouse Erbb4 locus that flanks 102 kbp. the sequence of the mouse Erbb4 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Erbb4 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of eight ssRNAs (gA, gB, gB2, gC, gD, gE, gE2, and gF) designed to create two strand breaks in region of the mouse Erbb4 gene intended for deletion. sRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human ERBB4 gene.

[00945] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Erbb4 приведены в Таблице 39. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что ни один из 96 исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов не нес правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой одной из восьми исследованных онРНК (D; последовательность приведена в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций или биаллельных компаунд-гетерозиготных мутаций с эффективностью 1,0%. В случае управляемого Cas9 расщепления посредством нРНК D мы выявили компаунд-гетерозиготные мутации с частотой 1%.[00945] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Erbb4 gene are shown in Table 39. When only LTVECs were added to ES cells, we found that none of the 96 drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by one of the eight ssRNAs tested (D; sequence is shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations or biallelic compound heterozygous mutations with an efficiency of 1.0%. In the case of Cas9-driven cleavage by nRNA D, we identified compound heterozygous mutations with a frequency of 1%.

Figure 00000073
Figure 00000073

[00947] В другом эксперименте конструировали LTVEC для создания 110 т.п.о. делеции мышиного гена Ror1 (трансмембранный рецептор тирозиновой протеинкиназы ROR1) и одновременного замещения 134 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена ROR1 (Фигура 41). LTVEC содержал 134 т.п.о. фрагмент человеческого гена ROR1, фланкируемый плечами гомологии, содержащими 41,8 т.п.о. и 96,4 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Ror1, который фланкирует 110 т.п.о. последовательность мышиного гена Ror1, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Ror1 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из шести онРНК (gA, gB, gC, gD, gE и gF), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Ror1, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого ROR1.[00947] In another experiment, LTVECs were designed to generate 110 kbp. deletion of the murine gene Ror1 (transmembrane receptor of tyrosine protein kinase ROR1) and simultaneous substitution of 134 kbp. a fragment of the homologous human ROR1 gene (Figure 41). LTVEC contained 134 kbp. a fragment of the human ROR1 gene, flanked by homology arms containing 41.8 kbp. and 96.4 kbp. genomic DNA derived from portions of the mouse Ror1 locus that flanks 110 kbp. the sequence of the murine Ror1 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Ror1 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of six ssRNAs (gA, gB, gC, gD, gE, and gF) designed to create double-stranded breaks in the mouse Ror1 gene region. intended to be deleted. sRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human ROR1 gene.

[00948] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Ror1 приведены в Таблице 40. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что ни один из 96 исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов не нес правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой двумя из шести исследованных онРНК (D и F; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций или биаллельных мутаций с эффективностью 1,0%. В случае управляемого Cas9 расщепления посредством нРНК F мы также выявили компаунд-гетер озиготные мутации с частотой 1%.[00948] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Ror1 gene are shown in Table 40. When only LTVECs were added to ES cells, we found that none of the 96 drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, the combination of LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by two of the six ssRNAs tested (D and F; sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations or biallelic mutations with a 1.0% efficiency. In the case of Cas9-driven cleavage by F nRNA, we also identified compound heterozygous mutations with a frequency of 1%.

Figure 00000074
Figure 00000074

[00950] В другом эксперименте конструировали + LTVEC для создания 79 т.п.о. делеции мышиного гена Dpp4 (дипептидил пептидаза 4) и одновременного замещения 82 т.п.о. фрагментом гомологичного человеческого гена DPP4 (Фигура 42). LTVEC содержал 82 т.п.о. фрагмент человеческого гена DPP4, фланкируемый 5' и 3' плечами гомологии, содержащими по 46 т.п.о. геномной ДНК, полученной из частей локуса мышиного Dpp4, который фланкирует 79 т.п.о. последовательность мышиного гена Dpp4, предназначенного для удаления. В отдельных экспериментах мы комбинировали предназначенный для гуманизации Dpp4 LTVEC с плазмидой, кодирующей Cas9, и второй плазмидой, кодирующей одну из восьми онРНК (gA, gB, gB2, gC, gD, gE, gE2 и gF), сконструированных для создания двухцепочечных разрывов в области гена мышиного Dpp4, предназначенного для удаления. онРНК были сконструированы, чтобы избежать распознавания любой последовательности во вставленной части гена человеческого DPP4.[00950] In another experiment, + LTVEC was designed to generate 79 kbp. deletion of the murine gene Dpp4 (dipeptidyl peptidase 4) and simultaneous substitution of 82 kbp. a fragment of the homologous human DPP4 gene (Figure 42). LTVEC contained 82 kbp. a fragment of the human DPP4 gene, flanked by the 5 'and 3' arms of homology, containing 46 kb each. genomic DNA derived from portions of the murine Dpp4 locus that flanks 79 kbp. the sequence of the murine Dpp4 gene to be deleted. In separate experiments, we combined a humanized Dpp4 LTVEC with a plasmid encoding Cas9 and a second plasmid encoding one of eight ssRNAs (gA, gB, gB2, gC, gD, gE, gE2, and gF) designed to create double-stranded breaks in the region the murine Dpp4 gene to be deleted. ssRNAs were designed to avoid recognition of any sequence in the inserted portion of the human DPP4 gene.

[00951] Результаты проводимой при помощи CRISPR/Cas9 гуманизации гена Dpp4 приведены в Таблице 41. Когда в ЭС клетки вносили только LTVEC, мы обнаружили, что 2,1% исследуемых устойчивых к лекарственному препарату клонов несли правильно таргетированный моноаллельный гетер озиготный гуманизированный аллель. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с эндонуклеазой Cas9, направляемой любой из восьми исследованных онРНК (А, В, В2, С, D, Е, Е2 и F; последовательности приведены в Таблице 43), привело к получению правильно таргетированных моноаллельных гетерозиготных мутаций с эффективностью в диапазоне от 2,1 до 7,3%.[00951] The results of CRISPR / Cas9 humanization of the Dpp4 gene are shown in Table 41. When only LTVECs were added to ES cells, we found that 2.1% of the drug resistant clones tested carried the correctly targeted monoallelic heterozygous humanized allele. In contrast, combining LTVEC with the Cas9 endonuclease directed by any of the eight ssRNAs studied (A, B, B2, C, D, E, E2, and F; the sequences are shown in Table 43) resulted in correctly targeted monoallelic heterozygous mutations with efficacy in the range from 2.1 to 7.3%.

Figure 00000075
Figure 00000075

[00953] Обобщенные результаты по гуманизации различных мышиных генов при помощи CRISPR/Cas9 приведены в Таблице 42. В первом ряду указан таргетируемый генный локус. Во втором ряду указан размер делеции (Дел.) эндогенного мышиного локуса и размер вставки (Вст.) соответствующего человеческого локуса. В оставшихся колонках указано число колоний (из 96) для каждого условия, которое характеризовалось направленными моноаллельными гетер озиготными мутациями, биаллельными компаунд-гетерозиготными мутациями или биаллельными гомозиготными мутациями, «без нРНК» соответствует одному LTVEC, в то время как остальные ряды соответствуют LTVEC плюс соответствующие нРНК (указаны по относительной позиции в удаляемом локусе).[00953] Summarized results on humanization of various murine genes using CRISPR / Cas9 are shown in Table 42. In the first row, the targeted gene locus is indicated. The second row shows the size of the deletion (Del.) Of the endogenous murine locus and the size of the insert (Bst.) Of the corresponding human locus. The remaining columns indicate the number of colonies (out of 96) for each condition characterized by directed monoallelic heterozygous mutations, biallelic compound heterozygous mutations, or biallelic homozygous mutations, “no nRNA” corresponds to one LTVEC, while the rest of the rows correspond to LTVEC plus the corresponding nRNA (indicated by the relative position in the deleted locus).

Figure 00000076
Figure 00000076

Figure 00000077
Figure 00000077

Figure 00000078
Figure 00000078

Figure 00000079
Figure 00000079

Пример 5. Обобщенные данные по направленной модификации крысиных геномных локусовExample 5. Generalized data on targeted modification of rat genomic loci

[00956] Таблица 44. Обобщенные данные по таргетированию крыс различными типами векторов и нуклеазными агентами, обсуждаемыми в Примерах 3 и 4.[00956] Table 44. Pooled data on targeting rats with various types of vectors and nuclease agents discussed in Examples 3 and 4.

Figure 00000080
Figure 00000080

Figure 00000081
Figure 00000081

[00958] В Таблице 45 приведены обобщенные данные по таргетированию крысиных ЭС клеток плазмидами или LTVEC в комбинации с CRISPR/Cas9. Две нРНК исследовали отдельно для каждого целевого локуса: Rag2, ApoE и Il2rg. Эффективность расщепления CRISPR/Cas9 была > 20% во всех трех локусах. Наблюдали повышение эффективности таргетирования и повышение биаллельного таргетирования при применении CRISPR/Cas9 в комбинации с направляющими плазмидами и LTVEC.[00958] Table 45 summarizes the targeting of rat ES cells by plasmids or LTVECs in combination with CRISPR / Cas9. Two nRNAs were examined separately for each target locus: Rag2, ApoE and Il2rg. The CRISPR / Cas9 cleavage efficiency was> 20% at all three loci. An increase in targeting efficiency and an increase in biallelic targeting were observed when CRISPR / Cas9 was used in combination with targeting plasmids and LTVEC.

Figure 00000082
Figure 00000082

[00960] В Таблице 46 приведены обобщенные данные по трансмиссии зародышевой линии для направленной модификации крысиных геномных локусов. Трансмиссия зародышевой линии была подтверждена для ApoE-таргетированных крыс и Ilrg-таргетированных крыс. Крысиные ЭС клетки были XY (мужскими) и гетерозиготно таргетированными. Следовательно, когда тарге тированные ЭС клетки вносят свой вклад в зародышевую линию, приблизительно 50% сперматозоидов, полученных из ЭС клеток, будут нести мутантный аллель и давать гетерозиготное потомство F1.[00960] Table 46 summarizes germline transmission data for targeted modification of rat genomic loci. Germline transmission has been confirmed for ApoE-targeted rats and Ilrg-targeted rats. Rat ES cells were XY (male) and heterozygous targeted. Therefore, when targeted ES cells contribute to the germ line, approximately 50% of the spermatozoa derived from ES cells will carry the mutant allele and produce heterozygous F1 offspring.

Figure 00000083
Figure 00000083

Пример 6. Создание, поддержание и таргетирование человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клетокExample 6. Creation, maintenance and targeting of human induced pluripotent stem cells

6.1. Получение человеческих иПС клеток6.1. Obtaining human iPS cells

[00962] В этом примере описано получение человеческих иПС клеток из неплюрипотентных человеческих клеток. Векторы PiggyBac (System Biosciences) (РВ-600А_CAGGS Bst XI (0,64 мкг/мкл) и РВ-200 (0,99 мкг/мкл), содержащие гены, которые кодируют четыре перепрограммирующих фактора (h0ct4, hSox2, hKLF-4, hMYC), функционально связанные с промоторомСМ7, вносили в неонатальные фибробласты крайней плоти человека, применяя трансфекционные реагенты RED и BLUE Genein™ (GlobalStem). Трансфицированные клетки инкубировали на питающих клетках NuFFI в среде Е7 для встраивания векторов и экспрессии перепрограммирующих факторов. Среда Е7 содержала DMEM/F-12, NaHCO3, L-аскорбиновую кислоту, инсулин, трансферрин, селен и FGF-2.[00962] This example describes the production of human iPS cells from non-pluripotent human cells. PiggyBac vectors (System Biosciences) (PB-600A_CAGGS Bst XI (0.64 μg / μL) and PB-200 (0.99 μg / μL) containing genes that encode four reprogramming factors (h0ct4, hSox2, hKLF-4, hMYC), operably linked to the CM7 promoter, were introduced into neonatal human foreskin fibroblasts using RED and BLUE Genein ™ transfection reagents (GlobalStem) The transfected cells were incubated on NuFFI feeder cells in E7 medium to insert vectors and express reprogramming factors DMEM. / F-12, NaHCO 3 , L-ascorbic acid, insulin, transferrin, selenium and FGF-2.

[00963] Отбор по чувствительности к пуромицину начинали через 10 дней после трансфекции, используя 2 мкг/мл пуромицина в среде Е7. На 21 день колонии отбирали и культивировали в среде mTeSR™, которая содержала DMEM/F-12, NaHCO3, L-аскорбиновую кислоту, инсулин, трансферрин, селен, FGF-2, TGF-β1, глутатион, L-глутамин, определенные липиды, тиамин, следовые элементы В и С, β-меркаптоэтанол, бычий сывороточный альбумин, пипеколиновую кислоту, хлорид лития и GABA. В дни от 29 до 57 клетки размножали и пассировали в среде mTeSR™ до достижения -50% конфлюэнтности в 6-луночных планшетах. В дни от 65 до 73 продолжали размножение и пассирование с применением среды mTeSR™ и реагента для аккуратного разделения клеток (Stem Cell Technologies). На 76 день среду меняли на среду с низкой осмолярностью VG2i для дополнительного размножения, пассирования и поддержания клеток, содержащих наивные или подобные наивным чиПСК.[00963] Puromycin sensitivity selection was started 10 days after transfection using 2 μg / ml puromycin in E7 medium. On day 21, colonies were selected and cultured in mTeSR ™ medium containing DMEM / F-12, NaHCO 3 , L-ascorbic acid, insulin, transferrin, selenium, FGF-2, TGF-β1, glutathione, L-glutamine, certain lipids , thiamine, trace elements B and C, β-mercaptoethanol, bovine serum albumin, pipicolic acid, lithium chloride and GABA. On days 29 to 57, cells were expanded and passaged in mTeSR ™ medium until -50% confluence in 6-well plates. On days 65 to 73, propagation and passage were continued using mTeSR ™ medium and gentle cell separation reagent (Stem Cell Technologies). On day 76, the medium was changed to medium with low osmolarity VG2i for additional propagation, passage and maintenance of cells containing naive or naive-like chiPSCs.

6.2. LTVEC-таргетирование в человеческих иПС клетках6.2. LTVEC targeting in human iPS cells

[00964] В этом примере описано применение LTVEC-таргетирования в человеческих иПС клетках. Как показано на Фигуре 51, мы вносили путем электропорации в человеческие иПС клетки, размноженные в среде VG2i, следующие молекулы нуклеиновых кислот: (1) LTVEC (0,67 мкг); (2) плазмиду, кодирующую эндонуклеазу Cas9 (5 мкг); и (3) плазмиду, кодирующую одиночную направляющую РНК CRISPR (нРНК) (10 мкг). В одной группе образцов были исключены Cas9 и нРНК. В частности, 3×106 клеток электропорировали при напряжении 700 В, емкости 25 мкФ и сопротивлении 400 Ом. LTVEC содержал 16,7 т.п.о. нуклеиновую кислоту, содержащую мышиные гены Adam6a и Adam6b, фланкируемые плечами гомологии, содержащими 34 т.п.о. и 105 т.п.о. геномной ДНК из геномных областей, которые фланкируют 4,1 т.п.о. последовательность локуса человеческого ADAM6, предназначенного для удаления. LTVEC также несет кассету отбора по чувствительности к лекарственному препарату, которая управляет экспрессией фермента, который придает устойчивость к антибиотику (гигромицину). Применяемая нРНК человеческого ADAM6 имела следующую последовательность: GTATAGCCCTGTTACACATT (SEQ ID №94).[00964] This example describes the use of LTVEC targeting in human iPS cells. As shown in Figure 51, we introduced the following nucleic acid molecules by electroporation into human iPS cells propagated in VG2i medium: (1) LTVEC (0.67 μg); (2) plasmid encoding endonuclease Cas9 (5 μg); and (3) a plasmid encoding a single CRISPR guide RNA (nRNA) (10 μg). In one group of samples, Cas9 and nRNA were excluded. Specifically, 3 × 10 6 cells were electroporated at a voltage of 700 V, a capacitance of 25 μF, and a resistance of 400 ohms. LTVEC contained 16.7 kbp. nucleic acid containing the murine genes Adam6a and Adam6b, flanked by arms of homology containing 34 kb. and 105 kbp. genomic DNA from genomic regions that flank 4.1 kb. sequence of the human ADAM6 locus to be deleted. The LTVEC also carries a drug susceptibility screening cassette that drives the expression of an enzyme that confers antibiotic resistance (hygromycin). The human ADAM6 nRNA used had the following sequence: GTATAGCCCTGTTACACATT (SEQ ID No. 94).

[00965] Клетки, которые поглотили LTVEC и встроили его в свои геномы, были способны расти и формировать колонии в покрытой GELTREX™ чашке для культивирования в среде для роста, содержащей антибиотик. Так как мы вносили в от 500 до 1000 раз больше CRISPR/Са89-кодирующих нуклеиновых молекул, чем молекул LTVEC, большинство LTVEC-содержащих устойчивых к лекарственному препарату колоний также содержали, по меньшей мере временно, компоненты CRISPR/Cas9. Мы собирали устойчивые к лекарственному препарату колонии и проводили их скрининг методом потери аллеля (Valenzuela et at. (2003) Nat. Biotech. 21:652-660; Frendewey et at. (2010) Methods Enzymol. 476:295-307; в полном объеме включенные в данный документ посредством ссылки) для выявления клонов, которые содержали правильно таргетированный аллель.[00965] Cells that took up LTVEC and inserted it into their genomes were able to grow and form colonies in a GELTREX ™ coated culture dish in growth medium containing an antibiotic. Since we introduced 500 to 1000 times more CRISPR / Ca89-encoding nucleic acid molecules than LTVEC molecules, most LTVEC-containing drug-resistant colonies also contained, at least temporarily, CRISPR / Cas9 components. We collected drug-resistant colonies and screened them by allele loss (Valenzuela et at. (2003) Nat. Biotech. 21: 652-660; Frendewey et at. (2010) Methods Enzymol. 476: 295-307; in full volume incorporated herein by reference) to identify clones that contained a correctly targeted allele.

[00966] Результаты LTVEC-таргетирования при помощи CRISPR/Cas9 локуса ADAM6 приведены в Таблице 47.[00966] The results of LTVEC targeting using the CRISPR / Cas9 locus ADAM6 are shown in Table 47.

Figure 00000084
Figure 00000084

[00967] Когда в человеческие иПС клетки вносили только LTVEC, наблюдаемая эффективность таргетирования составила 3,1%. В противоположность этому, комбинирование LTVEC с Cas9, направляемой нРНК ADAM6, привело к эффективности таргетирования 7,3%.[00967] When LTVEC alone was added to human iPS cells, the targeting efficiency was observed to be 3.1%. In contrast, combining LTVEC with Cas9 directed by ADAM6 nRNA resulted in a targeting efficiency of 7.3%.

6.3. Влияние среды с низкой осмолярностью на морфологию человеческих иПС клеток6.3. Effect of Low Osmolarity Environment on Human IPS Cell Morphology

[00968] В этом примере описано влияние концентрации соли, ионной силы и/или осмолярности на состояние плюрипотентности человеческих иПС клеток в культуре. Человеческие иПС клетки культивировали на субстрате MATRIGEL™ или GELTREX™ в среде, описанной в Таблице 48, или в среде mTeSR™-hLIF.[00968] This example describes the effect of salt concentration, ionic strength and / or osmolarity on the pluripotency state of human iPS cells in culture. Human iPS cells were cultured on MATRIGEL ™ or GELTREX ™ substrate in the medium described in Table 48 or in mTeSR ™ -hLIF medium.

Figure 00000085
Figure 00000085

[00969] Когда применяемой основной средой была DMEM, эту среду называли средой 2i. Когда применяемой основной средой была VG-DMEM, эту среду с низкой осмолярностью называли средой VG2i. Осмолярность среды VG2i (233 мОсм/кг) ниже, чем осмолярность традиционной среды 2i (261 мОсм/кг).[00969] When the main medium used was DMEM, this medium was called 2i medium. When the main medium used was VG-DMEM, this low osmolarity medium was called VG2i medium. The osmolarity of the VG2i medium (233 mOsm / kg) is lower than the osmolarity of the traditional 2i medium (261 mOsm / kg).

[00970] Как показано на Фигуре 52, человеческие иПС клетки, культивируемые на MATRIGEL™ в среде 2i в течение 8 дней (Фигура 52А) или 12 дней (Фигура 52В), демонстрировали морфологию, характерную для иПС клеток в примированном состоянии, в частности, рост в эпителиальном монослое и появление апико-базальной полярности.[00970] As shown in Figure 52, human iPS cells cultured on MATRIGEL ™ in medium 2i for 8 days (Figure 52A) or 12 days (Figure 52B) showed morphology characteristic of iPS cells in the primed state, in particular growth in the epithelial monolayer and the appearance of apico-basal polarity.

[00971] Среду mTeSR-hLIF и среду VG2i дополнительно оценивали в отношении их влияния на морфологию и состояние плюрипотентности человеческих иПС клеток. В этом исследовании человеческие иПС клетки культивировали на MATRIGEL™ или питающих клетках NuFF в среде mTeSR™-hLIF (Фигуры 53А и 53С) или в среде VG2i (Фигуры 53В и 53D) в течение 6 дней. При культивировании в среде mTeSR™-hLIF на MATRIGEL™ или питающих клетках NuFF человеческие иПС клетки демонстрировали морфологию, характерную для примированного состояния плюрипотентности, в частности, рост в эпителиальном монослое и появление апико-базальной полярности. Некоторые клетки, культивируемые в среде mTeSR™-hLIF, начали демонстрировать морфологию, характерную для трехмерной агрегации. В противоположность этому, при культивировании в среде VG2i на MATRIGEL™ или питающих клетках NuFF человеческие иПС клетки демонстрировали морфологию, характерную для наивного состояния плюрипотентности, в частности, рост в круглых, полусферических колониях и отсутствие апико-базальной полярности.[00971] The mTeSR-hLIF medium and the VG2i medium were further evaluated for their effect on the morphology and pluripotency state of human iPS cells. In this study, human iPS cells were cultured on MATRIGEL ™ or NuFF feeder cells in mTeSR ™ -hLIF medium (Figures 53A and 53C) or VG2i medium (Figures 53B and 53D) for 6 days. When cultured in mTeSR ™ -hLIF medium on MATRIGEL ™ or NuFF feeder cells, human iPS cells showed morphology characteristic of the primed state of pluripotency, in particular growth in the epithelial monolayer and the appearance of apico-basal polarity. Several cells cultured in mTeSR ™ -hLIF medium began to exhibit morphology characteristic of three-dimensional aggregation. In contrast, when cultured in VG2i medium on MATRIGEL ™ or NuFF feeder cells, human iPS cells showed morphology characteristic of the naive state of pluripotency, in particular, growth in round, hemispherical colonies and lack of apico-basal polarity.

[00972][00972]

6.4. Влияние среды с низкой осмолярностью на экспрессию маркеров плюрипотентности в человеческих иПС клетках6.4. Effect of low osmolarity media on the expression of pluripotency markers in human iPS cells

[00973] В этом примере описано влияние концентрации соли, ионной силы и/или осмолярности на экспрессию маркеров плюрипотентности в человеческих иПС клетках, которые были перепрограммированы из примированного состояния в наивное состояние. Через 24 дня культивирования в среде VG2i на субстрате MATRIGEL™ перепрограммированные наивные человеческие иПС клетки окрашивали в отношении экспрессии щелочной фосфатазы или NANOG. Согласно наблюдениям, перепрограммированные клетки экспрессировали на высоком уровне как щелочную фосфатазу (Фигура 54А), так и NANOG (Фигуры 54В и 54С), которые указывают на наивное состояние плюрипотентности.[00973] This example describes the effect of salt concentration, ionic strength and / or osmolarity on the expression of pluripotency markers in human iPS cells that have been reprogrammed from a primed state to a naive state. After 24 days of culture in VG2i medium on MATRIGEL ™ substrate, reprogrammed naive human iPS cells were stained for expression of alkaline phosphatase or NANOG. The reprogrammed cells were observed to express at high levels both alkaline phosphatase (Figure 54A) and NANOG (Figures 54B and 54C), which indicate a naive state of pluripotency.

6.5. Влияние среды с низкой осмолярностью на ферментативное разделение и субкультивирование человеческих иПС клеток6.5. Effect of Low Osmolarity Medium on Enzymatic Separation and Subculturing of Human IPS Cells

[00974] В этом примере человеческие иПС клетки, которые было перепрограммированы до наивного состояния при помощи среды с низкой осмолярностью VG2i, ферментативно разделяли при помощи трипсина для получения одноклеточной суспензии (Фигура 55А). Клеточную суспензию пассировали на новых, покрытых GELTREX™ планшетах для субкультивирования в среде VG2i. Согласно наблюдениям, через 1 день (Фигура 55В) и 4 дня (Фигура 55С) субкультивируемые клетки продолжали демонстрировать морфологию, характерную для клеток в наивном состоянии плюрипотентности. В частности, клетки росли в виде в круглых, полусферических колоний и не демонстрировали апико-базальную полярность. Оказалось, что ферментативное разделение можно было проводить в отсутствие ингибитора ROCK, который обычно необходим для предотвращения активации проапоптотических путей. Это позволяет предположить, что проапоптотические пути не настолько сильно активируются во время ферментативного разделения и суб культивирования наивных человеческих иПС клеток в условиях, определенных в данном документе.[00974] In this example, human iPS cells that have been reprogrammed naively with VG2i low osmolarity medium were enzymatically separated using trypsin to obtain a single cell suspension (Figure 55A). The cell suspension was passaged on new GELTREX ™ coated plates for subculture in VG2i medium. It was observed that after 1 day (Figure 55B) and 4 days (Figure 55C), the subcultured cells continued to exhibit morphology characteristic of cells in the naive state of pluripotency. In particular, the cells grew as round, hemispherical colonies and did not show apico-basal polarity. It turned out that enzymatic separation could be carried out in the absence of an ROCK inhibitor, which is usually required to prevent activation of proapoptotic pathways. This suggests that pro-apoptotic pathways are not so strongly activated during enzymatic separation and subculturing of naive human iPS cells under the conditions defined herein.

[00975] Все упоминаемые в описании публикации и патентные заявки соответствуют уровню специалистов в области техники, к которой относится данное изобретение. Все публикации и патентные заявки включены в данный документ посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка была специально и отдельно включена посредством ссылки. Если иное не следует из контекста, любые вариант реализации, аспект, этап или признак изобретения можно применять в комбинации друг с другом. Указание на диапазон включает любые целые числа в пределах указанного диапазона, любой поддиапазон в пределах указанного диапазона. Указание на множественные диапазоны включает составляющие части таких диапазонов.[00975] All publications and patent applications mentioned in the description correspond to the level of specialists in the field of technology to which this invention belongs. All publications and patent applications are incorporated herein by reference to the same extent as if each individual publication or patent application were specifically and separately incorporated by reference. Unless otherwise indicated by context, any embodiment, aspect, step, or feature of the invention may be used in combination with each other. Range hints include any integers within the specified range, any subrange within the specified range. Indication of multiple ranges includes constituent parts of such ranges.

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ LIST OF SEQUENCES

<110> Френдевей, Дэвид<110> Frendaway, David

Ауербах, Войтек Auerbach, Wojtek

Лай, Ка-Ман Венус Lai, Ka-Man Venus

Мужика, Александер О. Peasant, Alexander O.

Ли, Джеффри Д. Lee, Jeffrey D.

Дрогетт, Густаво Drogett, Gustavo

Трзаска, Шон Trzaska, Sean

Хант, Шарлинn Hunt, Charlene

Гаглиарди, Энтони Gagliardi, Anthony

Куно, Джунко Kunou, Junko

Валенцуела, Дэвид М. Valenzuela, David M.

Янкопулос, Джордж Д. Yankopoulos, George D.

<120> Способы и композиции для направленной модификации генома<120> Methods and compositions for targeted genome modification

<130> 057766/453460<130> 057766/453460

<150> US 61/914,768 <150> US 61 / 914,768

<151> 2013-12-11 <151> 2013-12-11

<150> US 62/017,416 <150> US 62 / 017,416

<151> 2014-06-26 <151> 2014-06-26

<150> US 62/029,261 <150> US 62 / 029.261

<151> 2014-07-25 <151> 2014-07-25

<150> US 62/052,906 <150> US 62 / 052,906

<151> 2014-09-19 <151> 2014-09-19

<150> US 62/059,527 <150> US 62 / 059,527

<151> 2014-10-03 <151> 2014-10-03

<150> US 62/064,384 <150> US 62 / 064,384

<151> 2014-10-15 <151> 2014-10-15

<160> 94<160> 94

<170> FastSEQ для Windows версия 4.0<170> FastSEQ for Windows version 4.0

<210> 1<210> 1

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> целевая геномная последовательность, которая связана<223> target genomic sequence that is linked

с направляющей РНК (нРНК) with guide RNA (nRNA)

<220> <220>

<221> примечание <221> note

<222> 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18,<222> 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18,

19, 20, 2119, 20, 21

<223> n = A,T,C или G<223> n = A, T, C or G

<400> 1<400> 1

gnnnnnnnnn nnnnnnnnnn ngg 23gnnnnnnnnn nnnnnnnnnn ngg 23

<210> 2<210> 2

<211> 80<211> 80

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая РНК (нРНК)<223> guide RNA (nRNA)

<400> 2<400> 2

guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aaggcuaguc cguuaucaac uugaaaaagu 60guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aaggcuaguc cguuaucaac uugaaaaagu 60

ggcaccgagu cggugcuuuu 80ggcaccgagu cggugcuuuu 80

<210> 3<210> 3

<211> 42<211> 42

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая РНК (нРНК)<223> guide RNA (nRNA)

<400> 3<400> 3

guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aaggcuaguc cg 42guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aaggcuaguc cg 42

<210> 4<210> 4

<211> 30<211> 30

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> crРНК<223> crRNA

<400> 4<400> 4

guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau 30guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau 30

<210> 5<210> 5

<211> 33<211> 33

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> crРНК<223> crRNA

<400> 5<400> 5

guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aag 33guuuuagagc uagaaauagc aaguuaaaau aag 33

<210> 6<210> 6

<211> 26<211> 26

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> crРНК<223> crRNA

<400> 6<400> 6

gaguccgagc agaagaagaa guuuua 26gaguccgagc agaagaagaa guuuua 26

<210> 7<210> 7

<211> 12<211> 12

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> tracrРНК<223> tracrRNA

<400> 7<400> 7

aaggcuaguc cg 12aaggcuaguc cg 12

<210> 8<210> 8

<211> 50<211> 50

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> tracrРНК<223> tracrRNA

<400> 8<400> 8

aaggcuaguc cguuaucaac uugaaaaagu ggcaccgagu cggugcuuuu 50aaggcuaguc cguuaucaac uugaaaaagu ggcaccgagu cggugcuuuu 50

<210> 9<210> 9

<211> 203<211> 203

<212> Белок<212> Protein

<213> Mus Musculus<213> Mus Musculus

<400> 9<400> 9

Met Lys Val Leu Ala Ala Gly Ile Val Pro Leu Leu Leu Leu Val LeuMet Lys Val Leu Ala Ala Gly Ile Val Pro Leu Leu Leu Leu Val Leu

1 5 10 15 1 5 10 15

His Trp Lys His Gly Ala Gly Ser Pro Leu Pro Ile Thr Pro Val AsnHis Trp Lys His Gly Ala Gly Ser Pro Leu Pro Ile Thr Pro Val Asn

20 25 30 20 25 30

Ala Thr Cys Ala Ile Arg His Pro Cys His Gly Asn Leu Met Asn GlnAla Thr Cys Ala Ile Arg His Pro Cys His Gly Asn Leu Met Asn Gln

35 40 45 35 40 45

Ile Lys Asn Gln Leu Ala Gln Leu Asn Gly Ser Ala Asn Ala Leu PheIle Lys Asn Gln Leu Ala Gln Leu Asn Gly Ser Ala Asn Ala Leu Phe

50 55 60 50 55 60

Ile Ser Tyr Tyr Thr Ala Gln Gly Glu Pro Phe Pro Asn Asn Val GluIle Ser Tyr Tyr Thr Ala Gln Gly Glu Pro Phe Pro Asn Asn Val Glu

65 70 75 80 65 70 75 80

Lys Leu Cys Ala Pro Asn Met Thr Asp Phe Pro Ser Phe His Gly AsnLys Leu Cys Ala Pro Asn Met Thr Asp Phe Pro Ser Phe His Gly Asn

85 90 95 85 90 95

Gly Thr Glu Lys Thr Lys Leu Val Glu Leu Tyr Arg Met Val Ala TyrGly Thr Glu Lys Thr Lys Leu Val Glu Leu Tyr Arg Met Val Ala Tyr

100 105 110 100 105 110

Leu Ser Ala Ser Leu Thr Asn Ile Thr Arg Asp Gln Lys Val Leu AsnLeu Ser Ala Ser Leu Thr Asn Ile Thr Arg Asp Gln Lys Val Leu Asn

115 120 125 115 120 125

Pro Thr Ala Val Ser Leu Gln Val Lys Leu Asn Ala Thr Ile Asp ValPro Thr Ala Val Ser Leu Gln Val Lys Leu Asn Ala Thr Ile Asp Val

130 135 140 130 135 140

Met Arg Gly Leu Leu Ser Asn Val Leu Cys Arg Leu Cys Asn Lys TyrMet Arg Gly Leu Leu Ser Asn Val Leu Cys Arg Leu Cys Asn Lys Tyr

145 150 155 160 145 150 155 160

Arg Val Gly His Val Asp Val Pro Pro Val Pro Asp His Ser Asp LysArg Val Gly His Val Asp Val Pro Pro Val Pro Asp His Ser Asp Lys

165 170 175 165 170 175

Glu Ala Phe Gln Arg Lys Lys Leu Gly Cys Gln Leu Leu Gly Thr TyrGlu Ala Phe Gln Arg Lys Lys Leu Gly Cys Gln Leu Leu Gly Thr Tyr

180 185 190 180 185 190

Lys Gln Val Ile Ser Val Val Val Gln Ala PheLys Gln Val Ile Ser Val Val Val Gln Ala Phe

195 200 195,200

<210> 10<210> 10

<211> 15<211> 15

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZFN1a<223> Binding site ZFN1a

<400> 10<400> 10

caggccctga accgc 15caggccctga accgc 15

<210> 11<210> 11

<211> 6<211> 6

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок разрезания ZFN1<223> Cutting area ZFN1

<400> 11<400> 11

ttctgg 6ttctgg 6

<210> 12<210> 12

<211> 16<211> 16

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZFN1b<223> Binding site ZFN1b

<400> 12<400> 12

gattacctgc gctggg 16gattacctgc gctggg 16

<210> 13<210> 13

<211> 15<211> 15

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZF21a<223> Binding area ZF21a

<400> 13<400> 13

ttcaccctcc gcacc 15ttcaccctcc gcacc 15

<210> 14<210> 14

<211> 7<211> 7

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок разрезания ZFN2<223> Cutting area ZFN2

<400> 14<400> 14

tgctgag 7tgctgag 7

<210> 15<210> 15

<211> 18<211> 18

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZF21b<223> Binding area ZF21b

<400> 15<400> 15

tatccagatc caggggtt 18tatccagatc caggggtt 18

<210> 16<210> 16

<211> 9<211> 9

<212> Белок<212> Protein

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> консервативный домен семейства хоуминг-нуклеаз<223> conserved domain of the homing nuclease family

<400> 16<400> 16

Leu Ala Gly Leu Ile Asp Ala Asp GlyLeu Ala Gly Leu Ile Asp Ala Asp Gly

1 5 fifteen

<210> 17<210> 17

<211> 15<211> 15

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZFN1a<223> Binding site ZFN1a

<400> 17<400> 17

caggccctga accgc 15caggccctga accgc 15

<210> 18<210> 18

<211> 6<211> 6

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок разрезания ZFN1<223> Cutting area ZFN1

<400> 18<400> 18

ttctgg 6ttctgg 6

<210> 19<210> 19

<211> 16<211> 16

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Участок связывания ZFN1b<223> Binding site ZFN1b

<400> 19<400> 19

gattacctgc gctggg 16gattacctgc gctggg 16

<210> 20<210> 20

<211> 369<211> 369

<212> Белок<212> Protein

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 20<400> 20

Met Leu Lys Pro Ser Leu Pro Phe Thr Ser Leu Leu Phe Leu Gln LeuMet Leu Lys Pro Ser Leu Pro Phe Thr Ser Leu Leu Phe Leu Gln Leu

1 5 10 15 1 5 10 15

Pro Leu Leu Gly Val Gly Leu Asn Thr Thr Ile Leu Thr Pro Asn GlyPro Leu Leu Gly Val Gly Leu Asn Thr Thr Ile Leu Thr Pro Asn Gly

20 25 30 20 25 30

Asn Glu Asp Thr Thr Ala Asp Phe Phe Leu Thr Thr Met Pro Thr AspAsn Glu Asp Thr Thr Ala Asp Phe Phe Leu Thr Thr Met Pro Thr Asp

35 40 45 35 40 45

Ser Leu Ser Val Ser Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe ValSer Leu Ser Val Ser Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe Val

50 55 60 50 55 60

Phe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu ProPhe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu Pro

65 70 75 80 65 70 75 80

Gln Pro Thr Asn Leu Thr Leu His Tyr Trp Tyr Lys Asn Ser Asp AsnGln Pro Thr Asn Leu Thr Leu His Tyr Trp Tyr Lys Asn Ser Asp Asn

85 90 95 85 90 95

Asp Lys Val Gln Lys Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Glu Glu Ile ThrAsp Lys Val Gln Lys Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Glu Glu Ile Thr

100 105 110 100 105 110

Ser Gly Cys Gln Leu Gln Lys Lys Glu Ile His Leu Tyr Gln Thr PheSer Gly Cys Gln Leu Gln Lys Lys Glu Ile His Leu Tyr Gln Thr Phe

115 120 125 115 120 125

Val Val Gln Leu Gln Asp Pro Arg Glu Pro Arg Arg Gln Ala Thr GlnVal Val Gln Leu Gln Asp Pro Arg Glu Pro Arg Arg Gln Ala Thr Gln

130 135 140 130 135 140

Met Leu Lys Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn LeuMet Leu Lys Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn Leu

145 150 155 160 145 150 155 160

Thr Leu His Lys Leu Ser Glu Ser Gln Leu Glu Leu Asn Trp Asn AsnThr Leu His Lys Leu Ser Glu Ser Gln Leu Glu Leu Asn Trp Asn Asn

165 170 175 165 170 175

Arg Phe Leu Asn His Cys Leu Glu His Leu Val Gln Tyr Arg Thr AspArg Phe Leu Asn His Cys Leu Glu His Leu Val Gln Tyr Arg Thr Asp

180 185 190 180 185 190

Trp Asp His Ser Trp Thr Glu Gln Ser Val Asp Tyr Arg His Lys PheTrp Asp His Ser Trp Thr Glu Gln Ser Val Asp Tyr Arg His Lys Phe

195 200 205 195 200 205

Ser Leu Pro Ser Val Asp Gly Gln Lys Arg Tyr Thr Phe Arg Val ArgSer Leu Pro Ser Val Asp Gly Gln Lys Arg Tyr Thr Phe Arg Val Arg

210 215 220 210 215 220

Ser Arg Phe Asn Pro Leu Cys Gly Ser Ala Gln His Trp Ser Glu TrpSer Arg Phe Asn Pro Leu Cys Gly Ser Ala Gln His Trp Ser Glu Trp

225 230 235 240 225 230 235 240

Ser His Pro Ile His Trp Gly Ser Asn Thr Ser Lys Glu Asn Pro PheSer His Pro Ile His Trp Gly Ser Asn Thr Ser Lys Glu Asn Pro Phe

245 250 255 245 250 255

Leu Phe Ala Leu Glu Ala Val Val Ile Ser Val Gly Ser Met Gly LeuLeu Phe Ala Leu Glu Ala Val Val Ile Ser Val Gly Ser Met Gly Leu

260 265 270 260 265 270

Ile Ile Ser Leu Leu Cys Val Tyr Phe Trp Leu Glu Arg Thr Met ProIle Ile Ser Leu Leu Cys Val Tyr Phe Trp Leu Glu Arg Thr Met Pro

275 280 285 275 280 285

Arg Ile Pro Thr Leu Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr HisArg Ile Pro Thr Leu Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr His

290 295 300 290 295 300

Gly Asn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Ala Glu SerGly Asn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Ala Glu Ser

305 310 315 320 305 310 315 320

Leu Gln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Leu Cys Leu Val Ser Glu Ile ProLeu Gln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Leu Cys Leu Val Ser Glu Ile Pro

325 330 335 325 330 335

Pro Lys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Ala Ser Pro Cys AsnPro Lys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Ala Ser Pro Cys Asn

340 345 350 340 345 350

Gln His Ser Pro Tyr Trp Ala Pro Pro Cys Tyr Thr Leu Lys Pro GluGln His Ser Pro Tyr Trp Ala Pro Pro Cys Tyr Thr Leu Lys Pro Glu

355 360 365 355 360 365

ThrThr

<210> 21<210> 21

<211> 368<211> 368

<212> Белок<212> Protein

<213> Rattus norvegicus<213> Rattus norvegicus

<400> 21<400> 21

Met Leu Lys Pro Leu Leu Pro Ser Arg Ser Phe Leu Leu Leu Gln LeuMet Leu Lys Pro Leu Leu Pro Ser Arg Ser Phe Leu Leu Leu Gln Leu

1 5 10 15 1 5 10 15

Leu Leu Leu Arg Val Gly Trp Ser Ser Lys Val Leu Met Ser Ser GlyLeu Leu Leu Arg Val Gly Trp Ser Ser Lys Val Leu Met Ser Ser Gly

20 25 30 20 25 30

Asn Glu Asp Thr Lys Ser Asp Leu Leu Leu Thr Ser Met Asp Leu LysAsn Glu Asp Thr Lys Ser Asp Leu Leu Leu Thr Ser Met Asp Leu Lys

35 40 45 35 40 45

His Leu Ser Val Pro Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe ValHis Leu Ser Val Pro Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe Val

50 55 60 50 55 60

Phe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu ProPhe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu Pro

65 70 75 80 65 70 75 80

Gln Pro Thr Asn Leu Thr Met His Tyr Arg Tyr Lys Gly Ser Asp AsnGln Pro Thr Asn Leu Thr Met His Tyr Arg Tyr Lys Gly Ser Asp Asn

85 90 95 85 90 95

Asn Thr Phe Gln Glu Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Lys Glu Ile ThrAsn Thr Phe Gln Glu Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Lys Glu Ile Thr

100 105 110 100 105 110

Ser Gly Cys Gln Ile Gln Lys Glu Asp Ile Gln Leu Tyr Gln Thr PheSer Gly Cys Gln Ile Gln Lys Glu Asp Ile Gln Leu Tyr Gln Thr Phe

115 120 125 115 120 125

Val Val Gln Leu Gln Asp Pro Gln Lys Pro Gln Arg Arg Ala Glu GlnVal Val Gln Leu Gln Asp Pro Gln Lys Pro Gln Arg Arg Ala Glu Gln

130 135 140 130 135 140

Lys Leu Asn Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn LeuLys Leu Asn Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn Leu

145 150 155 160 145 150 155 160

Thr Leu Tyr Asn Leu Ser Glu Ser Gln Val Glu Leu Arg Trp Lys SerThr Leu Tyr Asn Leu Ser Glu Ser Gln Val Glu Leu Arg Trp Lys Ser

165 170 175 165 170 175

Arg Tyr Ile Glu Arg Cys Leu Gln Tyr Leu Val Gln Tyr Arg Ser AsnArg Tyr Ile Glu Arg Cys Leu Gln Tyr Leu Val Gln Tyr Arg Ser Asn

180 185 190 180 185 190

Arg Asp Arg Ser Trp Thr Glu Gln Ile Val Asp His Glu Pro Arg PheArg Asp Arg Ser Trp Thr Glu Gln Ile Val Asp His Glu Pro Arg Phe

195 200 205 195 200 205

Ser Leu Pro Ser Val Asp Glu Gln Lys Leu Tyr Thr Phe Arg Val ArgSer Leu Pro Ser Val Asp Glu Gln Lys Leu Tyr Thr Phe Arg Val Arg

210 215 220 210 215 220

Ser Arg Phe Asn Pro Ile Cys Gly Ser Thr Gln Gln Trp Ser Lys TrpSer Arg Phe Asn Pro Ile Cys Gly Ser Thr Gln Gln Trp Ser Lys Trp

225 230 235 240 225 230 235 240

Ser Gln Pro Ile His Trp Gly Ser His Thr Ala Glu Glu Asn Pro SerSer Gln Pro Ile His Trp Gly Ser His Thr Ala Glu Glu Asn Pro Ser

245 250 255 245 250 255

Leu Phe Ala Leu Glu Ala Val Leu Ile Pro Val Gly Thr Met Gly LeuLeu Phe Ala Leu Glu Ala Val Leu Ile Pro Val Gly Thr Met Gly Leu

260 265 270 260 265 270

Ile Ile Thr Leu Ile Phe Val Tyr Cys Trp Leu Glu Arg Met Pro ArgIle Ile Thr Leu Ile Phe Val Tyr Cys Trp Leu Glu Arg Met Pro Arg

275 280 285 275 280 285

Ile Pro Ala Ile Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr His GlyIle Pro Ala Ile Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr His Gly

290 295 300 290 295 300

Asn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Thr Glu Ser LeuAsn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Thr Glu Ser Leu

305 310 315 320 305 310 315 320

Gln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Phe Cys His Val Ser Glu Ile Pro ProGln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Phe Cys His Val Ser Glu Ile Pro Pro

325 330 335 325 330 335

Lys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Gly Ser Pro Cys Ser LeuLys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Gly Ser Pro Cys Ser Leu

340 345 350 340 345 350

His Ser Pro Tyr Trp Pro Pro Pro Cys Tyr Ser Leu Lys Pro Glu AlaHis Ser Pro Tyr Trp Pro Pro Pro Cys Tyr Ser Leu Lys Pro Glu Ala

355 360 365 355 360 365

<210> 22<210> 22

<211> 368<211> 368

<212> Белок<212> Protein

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> химерный рецептор IL-2 гамма, содержащий белок рецептора <223> chimeric IL-2 gamma receptor containing receptor protein

IL-2 гамма, содержащий эктодомен рецептора IL-2 gamma containing receptor ectodomain

IL-2 гамма человека IL-2 human gamma

<400> 22<400> 22

Met Leu Lys Pro Ser Leu Pro Phe Thr Ser Leu Leu Phe Leu Gln LeuMet Leu Lys Pro Ser Leu Pro Phe Thr Ser Leu Leu Phe Leu Gln Leu

1 5 10 15 1 5 10 15

Pro Leu Leu Gly Val Gly Leu Asn Thr Thr Ile Leu Thr Pro Asn GlyPro Leu Leu Gly Val Gly Leu Asn Thr Thr Ile Leu Thr Pro Asn Gly

20 25 30 20 25 30

Asn Glu Asp Thr Thr Ala Asp Phe Phe Leu Thr Thr Met Pro Thr AspAsn Glu Asp Thr Thr Ala Asp Phe Phe Leu Thr Thr Met Pro Thr Asp

35 40 45 35 40 45

Ser Leu Ser Val Ser Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe ValSer Leu Ser Val Ser Thr Leu Pro Leu Pro Glu Val Gln Cys Phe Val

50 55 60 50 55 60

Phe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu ProPhe Asn Val Glu Tyr Met Asn Cys Thr Trp Asn Ser Ser Ser Glu Pro

65 70 75 80 65 70 75 80

Gln Pro Thr Asn Leu Thr Leu His Tyr Trp Tyr Lys Asn Ser Asp AsnGln Pro Thr Asn Leu Thr Leu His Tyr Trp Tyr Lys Asn Ser Asp Asn

85 90 95 85 90 95

Asp Lys Val Gln Lys Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Glu Glu Ile ThrAsp Lys Val Gln Lys Cys Ser His Tyr Leu Phe Ser Glu Glu Ile Thr

100 105 110 100 105 110

Ser Gly Cys Gln Leu Gln Lys Lys Glu Ile His Leu Tyr Gln Thr PheSer Gly Cys Gln Leu Gln Lys Lys Glu Ile His Leu Tyr Gln Thr Phe

115 120 125 115 120 125

Val Val Gln Leu Gln Asp Pro Arg Glu Pro Arg Arg Gln Ala Thr GlnVal Val Gln Leu Gln Asp Pro Arg Glu Pro Arg Arg Gln Ala Thr Gln

130 135 140 130 135 140

Met Leu Lys Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn LeuMet Leu Lys Leu Gln Asn Leu Val Ile Pro Trp Ala Pro Glu Asn Leu

145 150 155 160 145 150 155 160

Thr Leu His Lys Leu Ser Glu Ser Gln Leu Glu Leu Asn Trp Asn AsnThr Leu His Lys Leu Ser Glu Ser Gln Leu Glu Leu Asn Trp Asn Asn

165 170 175 165 170 175

Arg Phe Leu Asn His Cys Leu Glu His Leu Val Gln Tyr Arg Thr AspArg Phe Leu Asn His Cys Leu Glu His Leu Val Gln Tyr Arg Thr Asp

180 185 190 180 185 190

Trp Asp His Ser Trp Thr Glu Gln Ser Val Asp Tyr Arg His Lys PheTrp Asp His Ser Trp Thr Glu Gln Ser Val Asp Tyr Arg His Lys Phe

195 200 205 195 200 205

Ser Leu Pro Ser Val Asp Gly Gln Lys Arg Tyr Thr Phe Arg Val ArgSer Leu Pro Ser Val Asp Gly Gln Lys Arg Tyr Thr Phe Arg Val Arg

210 215 220 210 215 220

Ser Arg Phe Asn Pro Leu Cys Gly Ser Ala Gln His Trp Ser Glu TrpSer Arg Phe Asn Pro Leu Cys Gly Ser Ala Gln His Trp Ser Glu Trp

225 230 235 240 225 230 235 240

Ser His Pro Ile His Trp Gly Ser Asn Thr Ser Lys Glu Asn Pro PheSer His Pro Ile His Trp Gly Ser Asn Thr Ser Lys Glu Asn Pro Phe

245 250 255 245 250 255

Leu Phe Ala Leu Glu Ala Val Leu Ile Pro Val Gly Thr Met Gly LeuLeu Phe Ala Leu Glu Ala Val Leu Ile Pro Val Gly Thr Met Gly Leu

260 265 270 260 265 270

Ile Ile Thr Leu Ile Phe Val Tyr Cys Trp Leu Glu Arg Met Pro ArgIle Ile Thr Leu Ile Phe Val Tyr Cys Trp Leu Glu Arg Met Pro Arg

275 280 285 275 280 285

Ile Pro Ala Ile Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr His GlyIle Pro Ala Ile Lys Asn Leu Glu Asp Leu Val Thr Glu Tyr His Gly

290 295 300 290 295 300

Asn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Thr Glu Ser LeuAsn Phe Ser Ala Trp Ser Gly Val Ser Lys Gly Leu Thr Glu Ser Leu

305 310 315 320 305 310 315 320

Gln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Phe Cys His Val Ser Glu Ile Pro ProGln Pro Asp Tyr Ser Glu Arg Phe Cys His Val Ser Glu Ile Pro Pro

325 330 335 325 330 335

Lys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Gly Ser Pro Cys Ser LeuLys Gly Gly Ala Leu Gly Glu Gly Pro Gly Gly Ser Pro Cys Ser Leu

340 345 350 340 345 350

His Ser Pro Tyr Trp Pro Pro Pro Cys Tyr Ser Leu Lys Pro Glu AlaHis Ser Pro Tyr Trp Pro Pro Pro Cys Tyr Ser Leu Lys Pro Glu Ala

355 360 365 355 360 365

<210> 23<210> 23

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> целевая геномная последовательность, которая связана<223> target genomic sequence that is linked

с направляющей РНК (нРНК) with guide RNA (nRNA)

<220> <220>

<221> примечание <221> note

<222> (2)...(21)<222> (2) ... (21)

<223> n= A, T, C или G<223> n = A, T, C or G

<220> <220>

<221> примечание <221> note

<222> (0)...(0)<222> (0) ... (0)

<223> n может составлять 1-20 нуклеотидов<223> n can be 1-20 nucleotides

<400> 23<400> 23

gnnnnnnnnn nnnnnnnnnn ngg 23gnnnnnnnnn nnnnnnnnnn ngg 23

<210> 24<210> 24

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 24<400> 24

gggaacccac agcatactcc 20gggaacccac agcatactcc 20

<210> 25<210> 25

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 25<400> 25

gaatcatgca cggctacccc 20gaatcatgca cggctacccc 20

<210> 26<210> 26

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 26<400> 26

tgctcctatg gggaggcgcg 20tgctcctatg gggaggcgcg 20

<210> 27<210> 27

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 27<400> 27

cttggataac attgataccc 20cttggataac attgataccc 20

<210> 28<210> 28

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 28<400> 28

ggggcagagc ccttatatca 20ggggcagagc ccttatatca 20

<210> 29<210> 29

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 29<400> 29

tcgctcacat taatccctag 20tcgctcacat taatccctag 20

<210> 30<210> 30

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 30<400> 30

gtactgggga atcggtggtc 20gtactgggga atcggtggtc 20

<210> 31<210> 31

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 31<400> 31

cacgcactcc aaatttatcc 20cacgcactcc aaatttatcc 20

<210> 32<210> 32

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 32<400> 32

ctaagtgtgt atcagtacat 20ctaagtgtgt atcagtacat 20

<210> 33<210> 33

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 33<400> 33

tgccctgcac aataagcgca 20tgccctgcac aataagcgca 20

<210> 34<210> 34

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 34<400> 34

actcattgaa acgttatggc 20actcattgaa acgttatggc 20

<210> 35<210> 35

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 35<400> 35

agtaagggtg gattaaattc 20agtaagggtg gattaaattc 20

<210> 36<210> 36

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 36<400> 36

gccatctaga ttcatgtaac 20gccatctaga ttcatgtaac 20

<210> 37<210> 37

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 37<400> 37

gactagaaat gttctgcacc 20gactagaaat gttctgcacc 20

<210> 38<210> 38

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 38<400> 38

tgaaccaatt gtgtagcctt 20tgaaccaatt gtgtagcctt 20

<210> 39<210> 39

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 39<400> 39

aatagtggta aagcaccatg 20aatagtggta aagcaccatg 20

<210> 40<210> 40

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 40<400> 40

gtgtgctaag gatcgaagtc 20gtgtgctaag gatcgaagtc 20

<210> 41<210> 41

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 41<400> 41

caccgagatg cttgggtatt 20caccgagatg cttgggtatt 20

<210> 42<210> 42

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 42<400> 42

tgtaaccgcc ctgaatgacc 20tgtaaccgcc ctgaatgacc 20

<210> 43<210> 43

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 43<400> 43

aaaagggcat cataaatccc 20aaaagggcat cataaatccc 20

<210> 44<210> 44

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 44<400> 44

tcaaaaatag tcatacacct 20tcaaaaatag tcatacacct 20

<210> 45<210> 45

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 45<400> 45

ggtctctagt acattgtaga 20ggtctctagt acattgtaga 20

<210> 46<210> 46

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 46<400> 46

atcacaaacc agttaaccgg 20atcacaaacc agttaaccgg 20

<210> 47<210> 47

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 47<400> 47

tttcagacga gccgacccgg 20tttcagacga gccgacccgg 20

<210> 48<210> 48

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 48<400> 48

ctgtcaacag tgccgcgttt 20ctgtcaacag tgccgcgttt 20

<210> 49<210> 49

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 49<400> 49

tgtgtgtcat agcgatgtcg 20tgtgtgtcat agcgatgtcg 20

<210> 50<210> 50

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 50<400> 50

aacaggtacc ctatcctcac 20aacaggtacc ctatcctcac 20

<210> 51<210> 51

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 51<400> 51

tcgtggttgc atgcgcactg 20tcgtggttgc atgcgcactg 20

<210> 52<210> 52

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 52<400> 52

ggcccggacc tagtctctct 20ggcccggacc tagtctctct 20

<210> 53<210> 53

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 53<400> 53

agtctgtaaa gttagcagtc 20agtctgtaaa gttagcagtc 20

<210> 54<210> 54

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 54<400> 54

ggtggtggtg ctgacggaca 20ggtggtggtg ctgacggaca 20

<210> 55<210> 55

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 55<400> 55

tatgagatca acactcgcta 20tatgagatca acactcgcta 20

<210> 56<210> 56

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 56<400> 56

ccaaggactt ccccacgtta 20ccaaggactt ccccacgtta 20

<210> 57<210> 57

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 57<400> 57

tgcttccctt atgcaagatt 20tgcttccctt atgcaagatt 20

<210> 58<210> 58

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 58<400> 58

ttaggtaccc tatttgaata 20ttaggtaccc tatttgaata 20

<210> 59<210> 59

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 59<400> 59

tgcagtgggt gacaggtcca 20tgcagtgggt gacaggtcca 20

<210> 60<210> 60

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 60<400> 60

agggttatac tgacgttgtg 20agggttatac tgacgttgtg 20

<210> 61<210> 61

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 61<400> 61

tgtctttcaa ggagggctac 20tgtctttcaa ggagggctac 20

<210> 62<210> 62

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 62<400> 62

tgatgtgcag tcagacaaag 20tgatgtgcag tcagacaaag 20

<210> 63<210> 63

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 63<400> 63

tgcactatgg ttgactatga 20tgcactatgg ttgactatga 20

<210> 64<210> 64

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 64<400> 64

ggaatattct aataggaagt 20ggaatattct aataggaagt 20

<210> 65<210> 65

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 65<400> 65

aagtgctgta ccattctagc 20aagtgctgta ccattctagc 20

<210> 66<210> 66

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 66<400> 66

taatcaatag acaacctcgt 20taatcaatag acaacctcgt 20

<210> 67<210> 67

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 67<400> 67

tcattcctaa tggtattata 20tcattcctaa tggtattata 20

<210> 68<210> 68

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 68<400> 68

agggtacata gatggcatcg 20agggtacata gatggcatcg 20

<210> 69<210> 69

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 69<400> 69

ctctttaaca attaccactt 20ctctttaaca attaccactt 20

<210> 70<210> 70

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 70<400> 70

tgtgggcctt tgctgatcac 20tgtgggcctt tgctgatcac 20

<210> 71<210> 71

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 71<400> 71

aatctatgat cctatggcct 20aatctatgat cctatggcct 20

<210> 72<210> 72

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 72<400> 72

tgccaatagc agtgacttga 20tgccaatagc agtgacttga 20

<210> 73<210> 73

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 73<400> 73

gggaagaatg ggctattgtc 20gggaagaatg ggctattgtc 20

<210> 74<210> 74

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 74<400> 74

ggttgtttgt gctgatgacg 20ggttgtttgt gctgatgacg 20

<210> 75<210> 75

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 75<400> 75

ccgtcctagg ccttctacgt 20ccgtcctagg ccttctacgt 20

<210> 76<210> 76

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 76<400> 76

actagtagac ctgaggggtt 20actagtagac ctgaggggtt 20

<210> 77<210> 77

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 77<400> 77

gctccagtgt ttaggccttg 20gctccagtgt ttaggccttg 20

<210> 78<210> 78

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 78<400> 78

ggcaagctga aaacgcatgc 20ggcaagctga aaacgcatgc 20

<210> 79<210> 79

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 79<400> 79

gtagatcgct ttccactacc 20gtagatcgct ttccactacc 20

<210> 80<210> 80

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 80<400> 80

gaactccact gctcgtgagc 20gaactccact gctcgtgagc 20

<210> 81<210> 81

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 81<400> 81

ataggtgggc actattgaag 20ataggtgggc actattgaag 20

<210> 82<210> 82

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 82<400> 82

atgggaaggt ttataccagc 20atgggaaggt ttataccagc 20

<210> 83<210> 83

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 83<400> 83

cggtgtaaaa acaacgggaa 20cggtgtaaaa acaacgggaa 20

<210> 84<210> 84

<211> 20<211> 20

<212> РНК<212> RNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 84<400> 84

gacccgcagu cccagcgucg 20gacccgcagu cccagcgucg 20

<210> 85<210> 85

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 85<400> 85

actgagatca atgaccccga 20actgagatca atgaccccga 20

<210> 86<210> 86

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 86<400> 86

gggtcgcccg gaacctctac 20gggtcgcccg gaacctctac 20

<210> 87<210> 87

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 87<400> 87

gcaggccctg aaccgcttct tgg 23gcaggccctg aaccgcttct tgg 23

<210> 88<210> 88

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 88<400> 88

cctgcgctgg gtgcagacgc ttt 23cctgcgctgg gtgcagacgc ttt 23

<210> 89<210> 89

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 89<400> 89

ccagctactt gctcgtacaa 20ccagctactt gctcgtacaa 20

<210> 90<210> 90

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 90<400> 90

cccctcagat tcacgtgcgt 20cccctcagat tcacgtgcgt 20

<210> 91<210> 91

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 91<400> 91

gaagctcttt ctatacaatc tgg 23gaagctcttt ctatacaatc tgg 23

<210> 92<210> 92

<211> 23<211> 23

<212> ДНК<212> DNA

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 92<400> 92

cccccgaaag gaggagccct agg 23cccccgaaag gaggagccct agg 23

<210> 93<210> 93

<211> 56<211> 56

<212> ДНК<212> DNA

<213> Rattus norvegicus<213> Rattus norvegicus

<400> 93<400> 93

ttctgagcct cagccgacca acctcactat gcactatagg tatgagaagg gggagg 56ttctgagcct cagccgacca acctcactat gcactatagg tatgagaagg gggagg 56

<210> 94<210> 94

<211> 20<211> 20

<212> ДНК<212> DNA

<213> aИскусственная последовательность<213> aArtificial sequence

<220> <220>

<223> направляющая последовательность<223> guide sequence

<400> 94<400> 94

gtatagccct gttacacatt 20gtatagccct gttacacatt 20

<---<---

Claims (109)

1. Способ in vitro модификации генома в представляющем интерес геномном локусе в человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке, полученной из неплюрипотентных клеток, трансформированных так, чтобы экспрессировать плюрипотентное состояние, включающий внесение в человеческую индуцированную плюрипотентную стволовую клетку:1. An in vitro method for modifying a genome at a genomic locus of interest in a human induced pluripotent stem cell obtained from non-pluripotent cells transformed to express a pluripotent state, comprising introducing into a human induced pluripotent stem cell: (a) белка Cas9, матричной РНК (мРНК), кодирующей белок Cas9, или ДНК, кодирующей белок Cas9;(a) Cas9 protein, messenger RNA (mRNA) coding for Cas9 protein, or DNA coding for Cas9 protein; (b) направляющей РНК, содержащей РНК CRISPR, которая гибридизируется с целевой последовательностью CRISPR в представляющем интерес геномном локусе, и tracrРНК, или ДНК, кодирующей направляющую РНК;(b) a guide RNA containing CRISPR RNA that hybridizes to the target CRISPR sequence at the genomic locus of interest, and tracrRNA, or DNA, encoding the guide RNA; (c) крупного направляющего вектора (LTVEC), который составляет по меньшей мере 10 т.п.о. и содержит нуклеотидную вставку, фланкируемую:(c) a large targeting vector (LTVEC) that is at least 10 kbp. and contains a nucleotide insert flanked by: (i) 5’-плечом гомологии, которое гомологично 5’-целевой последовательности в представляющем интерес геномном локусе, где 5’-плечо гомологии составляет от 5 т.п.о. до 200 т.п.о., и(i) a 5'-arm homology that is homologous to the 5'-target sequence at the genomic locus of interest, wherein the 5'-arm of homology is 5 kb or more. up to 200 kbp, and (ii) 3’-плечом гомологии, которое гомологично 3’-целевой последовательности в представляющем интерес геномном локусе, где 3’-плечо гомологии составляет от 5 т.п.о. до 200 т.п.о.,(ii) a 3 'arm of homology that is homologous to a 3' target sequence at the genomic locus of interest, wherein the 3 'arm of homology is 5 kb or more. up to 200 kbp, при этом направляющую РНК конструируют, чтобы избежать распознавания любой последовательности в нуклеотидной вставке, и при этом после внесения в человеческую индуцированную плюрипотентную стволовую клетку (a) белка Cas9, мРНК, кодирующей белок Cas9, или ДНК, кодирующей белок Cas9, (b) направляющей РНК или ДНК, кодирующей направляющую РНК, и (c) LTVECwhereby the guide RNA is designed to avoid recognition of any sequence in the nucleotide insert, while after introducing into a human induced pluripotent stem cell (a) the Cas9 protein, the mRNA coding for the Cas9 protein, or the DNA coding for the Cas9 protein, (b) the guide RNA or DNA encoding a guide RNA, and (c) LTVEC происходит модификация генома человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетки так, чтобы он содержал направленную генетическую модификацию, включающую удаление области представляющего интерес геномного локуса, где делеция составляет от около 30 т.п.о. до около 200 т.п.о., и/или введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где вставка составляет от около 30 т.п.о. до около 200 т.п.о.,there is a modification of the genome of the human induced pluripotent stem cell so that it contains targeted genetic modification, including the removal of a region of interest genomic locus, where the deletion is from about 30 kb. up to about 200 kb, and / or the introduction of a nucleotide insert at the genomic locus of interest, where the insert is from about 30 kb. up to about 200 kbp, при этом если направленная генетическая модификация включает введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где вставка составляет от около 30 т.п.о. до около 200 т.п.о., тогда LTVEC составляет по меньшей мере 40 т.п.о.moreover, if the targeted genetic modification includes the introduction of a nucleotide insert into the genomic locus of interest, where the insert is from about 30 kbp. up to about 200 kb, then the LTVEC is at least 40 kb. 2. Способ по п. 1, где направленная генетическая модификация содержит делецию области представляющего интерес геномного локуса и направляющую РНК конструируют для создания двухцепочечного разрыва в пределах области представляющего интерес геномного локуса, предназначенного для удаления.2. The method of claim 1, wherein the targeted genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest and the guide RNA is designed to create a double-stranded break within the region of the genomic locus of interest to be deleted. 3. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR находится в пределах области 5’-конца, представляющего интерес геномного локуса, предназначенного для удаления.3. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is within the 5'end region of the genomic locus of interest to be deleted. 4. Способ по п. 3, где целевая последовательность CRISPR составляет от 50-1000 пар оснований от конечной точки делеции.4. The method of claim 3, wherein the target CRISPR sequence is 50-1000 bp from the endpoint of the deletion. 5. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR находится в пределах области 3’-конца, представляющего интерес геномного локуса, предназначенного для удаления.5. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is within the region of the 3 'end of the genomic locus of interest to be deleted. 6. Способ по п. 5, где целевая последовательность CRISPR составляет от 50-1000 пар оснований от конечной точки делеции.6. The method of claim 5, wherein the target CRISPR sequence is 50-1000 bp from the end point of the deletion. 7. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR расположена в интроне, экзоне, промотере, энхансере, регуляторной области или любой, не кодирующей белок области.7. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is located in an intron, exon, promoter, enhancer, regulatory region, or any non-protein coding region. 8. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR расположена в пределах кодирующей области гена или в пределах регуляторной области, которая влияет на экспрессию гена.8. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is located within a coding region of a gene or within a regulatory region that affects gene expression. 9. Способ по п. 1 или 2, где направляющая РНК содержит SEQ ID NO: 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8.9. The method of claim 1 or 2, wherein the guide RNA comprises SEQ ID NO: 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8. 10. Способ по п. 9, где направляющая РНК содержит SEQ ID NO: 3, 4, 5 или 7.10. The method of claim 9, wherein the guide RNA comprises SEQ ID NO: 3, 4, 5, or 7. 11. Способ по п. 1 или 2, где РНК CRISPR и tracrРНК вносят вместе в одной молекуле нуклеиновой кислоты, содержащей РНК CRISPR и tracrРНК.11. The method according to claim 1 or 2, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are introduced together in a single nucleic acid molecule containing CRISPR RNA and tracrRNA. 12. Способ по п. 11, где одна молекула нуклеиновой кислоты содержит РНК CRISPR и tracrРНК, слитые вместе с образованием одной направляющей РНК (онРНК).12. The method of claim 11, wherein one nucleic acid molecule comprises CRISPR RNA and tracrRNA fused together to form a single guide RNA (sRNA). 13. Способ по п. 1 или 2, где РНК CRISPR и tracrРНК вносят отдельно.13. The method according to claim 1 or 2, wherein CRISPR RNA and tracrRNA are added separately. 14. Способ по п. 1 или 2, где белок Cas9, РНК CRISPR и tracrРНК вносят в виде комплекса белок-РНК.14. The method according to claim 1 or 2, wherein the Cas9 protein, CRISPR RNA and tracrRNA are introduced as a protein-RNA complex. 15. Способ по п. 1 или 2, где:15. The method according to claim 1 or 2, where: (I) (a) ДНК, кодирующая белок Cas9, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas9;(I) (a) the DNA encoding the Cas9 protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a first nucleic acid encoding a Cas9 protein; (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, находится в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей РНК CRISPR; и(b) the DNA encoding CRISPR RNA is in the form of a second expression construct comprising a second promoter operably linked to a second nucleic acid encoding CRISPR RNA; and (c) ДНК, кодирующая tracrРНК, находится в форме третьей экспрессионной конструкции, содержащей третий промотор, функционально связанный с третьей нуклеиновой кислотой, кодирующей tracrРНК;(c) the DNA encoding tracrRNA is in the form of a third expression construct comprising a third promoter operably linked to a third nucleic acid encoding tracrRNA; при этом первый, второй и третий промоторы активны в человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке, иwherein the first, second and third promoters are active in human induced pluripotent stem cells, and где первая, вторая и третья экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты или в отдельных молекулах нуклеиновых кислот; илиwhere the first, second and third expression constructs are in the same nucleic acid molecule or in separate nucleic acid molecules; or (II) (a) ДНК, кодирующая белок Cas9, находится в форме первой экспрессионной конструкции, содержащей первый промотор, функционально связанный с первой нуклеиновой кислотой, кодирующей белок Cas9; и(Ii) (a) the DNA encoding the Cas9 protein is in the form of a first expression construct comprising a first promoter operably linked to a first nucleic acid encoding a Cas9 protein; and (b) ДНК, кодирующая РНК CRISPR, и ДНК, кодирующая tracrРНК, находятся в форме второй экспрессионной конструкции, содержащей второй промотор, функционально связанный со второй нуклеиновой кислотой, кодирующей направляющую РНК (нРНК), содержащую РНК CRISPR и tracrРНК;(b) DNA encoding CRISPR RNA and DNA encoding tracrRNA are in the form of a second expression construct containing a second promoter operably linked to a second nucleic acid encoding a guide RNA (nRNA) containing CRISPR RNA and tracrRNA; при этом первый и второй промоторы активны в человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке, и гдеwherein the first and second promoters are active in human induced pluripotent stem cells, and where первая и вторая экспрессионные конструкции находятся в одной молекуле нуклеиновой кислоты или в отдельных молекулах нуклеиновых кислот.the first and second expression constructs are in the same nucleic acid molecule or in separate nucleic acid molecules. 16. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает одновременное удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус.16. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises simultaneously removing an endogenous nucleotide sequence at the genomic locus of interest and introducing a nucleotide insert at the genomic locus of interest. 17. Способ по п. 16, где удаленная эндогенная нуклеотидная последовательность составляет от 30 т.п.о. до около 110 т.п.о., а нуклеотидная вставка составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о.17. The method according to p. 16, where the deleted endogenous nucleotide sequence is from 30 kb. to about 110 kb, and the nucleotide insert is from about 40 kb. up to about 140 kbp 18. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация является биаллельной генетической модификацией.18. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification is a biallelic genetic modification. 19. Способ по п. 18, где19. The method according to claim 18, where (a) биаллельная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус в двух гомологичных хромосомах; или(a) biallelic genetic modification includes the removal of an endogenous nucleotide sequence and the introduction of a nucleotide insert at the genomic locus of interest in two homologous chromosomes; or (b) модифицированная человеческая индуцированная плюрипотентная стволовая клетка является компаунд-гетерозиготной или гемизиготной в представляющем интерес геномном локусе.(b) the modified human induced pluripotent stem cell is compound heterozygous or hemizygous at the genomic locus of interest. 20. Способ по п. 19, где направленная генетическая модификация в представляющем интерес геномном локусе в одной хромосоме включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и введение нуклеотидной вставки.20. The method of claim 19, wherein targeted genetic modification at a genomic locus of interest on one chromosome comprises removing an endogenous nucleotide sequence and introducing a nucleotide insert. 21. Способ по п. 20, где направленная генетическая модификация включает: (1) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности в представляющем интерес геномном локусе в первой и второй гомологичных хромосомах и (2) введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус в первой гомологичной хромосоме и разрушение представляющего интерес геномного локуса во второй гомологичной хромосоме.21. The method of claim 20, wherein the targeted genetic modification comprises: (1) removing an endogenous nucleotide sequence at a genomic locus of interest on the first and second homologous chromosomes and (2) introducing a nucleotide insert into a genomic locus of interest on the first homologous chromosome and disrupting the genomic locus of interest on the second homologous chromosome. 22. Способ по п. 1 или 2, где LTVEC составляет по меньшей мере 40 т.п.о. или где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 30 т.п.о. и LTVEC составляет по меньшей мере 15 т.п.о.22. The method according to claim 1 or 2, wherein the LTVEC is at least 40 kbp. or where the directed genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest, the deletion being at least 30 kb. and the LTVEC is at least 15 kbp. 23. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где нуклеотидная вставка составляет по меньшей мере 40 т.п.о.; или где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 30 т.п.о., и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, при этом нуклеотидная вставка составляет по меньшей мере 10 т.п.о.23. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises introducing a nucleotide insert at a genomic locus of interest, wherein the nucleotide insert is at least 40 kb; or where the targeted genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest, the deletion being at least 30 kb, and introducing a nucleotide insert at the genomic locus of interest, the nucleotide insertion being at least 10 kb .O. 24. Способ по п. 1 или 2, где нуклеотидная вставка составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о.24. The method of claim 1 or 2, wherein the nucleotide insert is from about 40 kbp. up to about 140 kbp 25. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR непосредственно фланкируется последовательностью мотива, прилегающего к протоспейсеру (PAM).25. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is directly flanked by a protospacer adjacent motif (PAM) sequence. 26. Способ по п. 1 или 2, где26. The method according to claim 1 or 2, where (a) 5’- и 3’-плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от 10 т.п.о. до 150 т.п.о. или от 30 т.п.о. до 150 т.п.о в длину и/или(a) 5'- and 3'-arms of LTVEC homology in total are from 10 kbp. up to 150 kbp or from 30 kbp. up to 150 kb in length and / or (b) LTVEC составляет от 100 т.п.о. до 300 т.п.о. в длину.(b) LTVEC is from 100 kbp. up to 300 kbp in length. 27. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает:27. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises: (a) замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью;(a) replacement of an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence; (b) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности;(b) removal of the endogenous nucleotide sequence; (c) удаление эндогенной нуклеотидной последовательности, при этом диапазон удаления составляет от по меньшей мере 30 т.п.о. до около 3 м.п.о.;(c) deletion of an endogenous nucleotide sequence, the deletion range being at least 30 kb. up to about 3 m.p .; (d) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности;(d) insertion of an exogenous nucleotide sequence; (e) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности в диапазоне от по меньшей мере 30 т.п.о. до около 400 т.п.о.;(e) insertion of an exogenous nucleotide sequence in the range of at least 30 kb. up to about 400 kbp; (f) вставку экзогенной нуклеотидной последовательности, содержащей гомологичную или ортологичную нуклеотидную последовательность;(f) insertion of an exogenous nucleotide sequence containing a homologous or orthologous nucleotide sequence; (g) вставку химерной нуклеотидной последовательности, содержащей человеческую и нечеловеческую нуклеотидную последовательность;(g) insertion of a chimeric nucleotide sequence containing a human and non-human nucleotide sequence; (h) вставку кондиционального аллеля, фланкируемого целевыми последовательностями сайт-специфической рекомбиназы;(h) insertion of a conditioning allele flanked by target sequences of site-specific recombinase; (i) вставку селективного маркера или репортерного гена, функционально связанного с промотором, активным в человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке; или(i) insertion of a selectable marker or reporter gene operably linked to a promoter active in a human induced pluripotent stem cell; or (j) их комбинацию.(j) a combination of these. 28. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 40 т.п.о., или где направленная генетическая модификация дополнительно включает введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где вставка составляет по меньшей мере 30 т.п.о., и удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 10 т.п.о.28. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest, the deletion being at least 40 kb, or wherein the targeted genetic modification further comprises introducing a nucleotide insert into the genomic of interest a genomic locus, where the insert is at least 30 kb, and the deletion of a region of the genomic locus of interest, the deletion is at least 10 kb. 29. Способ по п. 1 или 2, где удаляемая область представляющего интерес геномного локуса составляет от около 30 т.п.о. до около 110 т.п.о.29. The method of claim 1 or 2, wherein the deletion region of the genomic locus of interest is from about 30 kbp. up to about 110 kbp. 30. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 30 т.п.о., и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где вставка составляет по меньшей мере 30 т.п.о.30. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest, wherein the deletion is at least 30 kb, and introducing a nucleotide insert at the genomic locus of interest, wherein the insert is at least 30 kb. 31. Способ по п. 1 или 2, где представляющий интерес геномный локус является эндогенным локусом человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетки.31. The method of claim 1 or 2, wherein the genomic locus of interest is an endogenous locus of a human induced pluripotent stem cell. 32. Способ по п. 1 или 2, где представляющий интерес геномный локус включает гетерологичный или экзогенный сегмент ДНК, который был интегрирован в геном человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетки.32. The method of claim 1 or 2, wherein the genomic locus of interest comprises a heterologous or exogenous DNA segment that has been integrated into the genome of a human induced pluripotent stem cell. 33. Способ по п. 1 или 2, где представляющий интерес геномный локус представляет собой локус иммуноглобулина.33. The method of claim 1 or 2, wherein the genomic locus of interest is an immunoglobulin locus. 34. Способ по п. 33, где локус иммуноглобулина кодирует:34. The method of claim 33, wherein the immunoglobulin locus encodes: (a) аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина млекопитающего; или(a) the amino acid sequence of the variable region of the heavy chain of a mammalian immunoglobulin; or (b) аминокислотную последовательность вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина млекопитающего.(b) the amino acid sequence of the light chain variable region of a mammalian immunoglobulin. 35. Способ по п. 34, где локус иммуноглобулина включает:35. The method of claim 34, wherein the immunoglobulin locus comprises: (a) неперестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ и/или κ легкой цепи млекопитающего; или(a) a non-rearranged nucleotide sequence of the λ and / or κ light chain variable region of a mammal; or (b) перестроенную нуклеотидную последовательность вариабельной области λ и/или κ легкой цепи млекопитающего.(b) a rearranged nucleotide sequence of the λ and / or κ light chain variable region of a mammal. 36. Способ по п. 1 или 2, где представляющий интерес геномный локус представляет собой локус рецептора Т-клетки.36. The method of claim 1 or 2, wherein the genomic locus of interest is a T cell receptor locus. 37. Способ по п. 36, где локус рецептора Т-клетки представляет собой локус альфа-рецептора Т-клетки.37. The method of claim 36, wherein the T cell receptor locus is an alpha T cell receptor locus. 38. Способ по п. 1 или 2, где представляющий интерес геномный локус включает локус Il2rg, локус ApoE, локус Rag1, локус Rag2, оба локуса Rag1 и Rag2, локус Adamts5, локус Trpa1, локус Folh1, локус Erbb4, локус Lrp5, локус C5 (Hc), локус Ror1 или локус Dpp4.38. The method of claim 1 or 2, wherein the genomic locus of interest comprises Il2rg locus, ApoE locus, Rag1 locus, Rag2 locus, both Rag1 and Rag2, Adamts5 locus, Trpa1 locus, Folh1 locus, Erbb4 locus, Lrp5 locus, Rag2 locus C5 (Hc), Ror1 locus or Dpp4 locus. 39. Способ по п. 1 или 2, где нуклеотидная вставка включает геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области тяжелой цепи иммуноглобулина.39. The method of claim 1 or 2, wherein the nucleotide insert comprises a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of an immunoglobulin heavy chain variable region. 40. Способ по п. 39, где нуклеотидная вставка включает:40. The method of claim 39, wherein the nucleotide insert comprises: (a) один или более функциональных человеческих генных сегментов VH, включающих(a) one or more functional human V H gene segments comprising VH1-2, VH1-3, VH1-8, VH1-18, VH1-24, VH1-45, VH1-46, VH1-58, VH1-69, VH2-5, VH2-26, VH2-70, VH3-7, VH3-9, VH3-11, VH3-13, VH3-15, VH3-16, VH3-20, VH3-21, VH3-23, VH3-30, VH3-30-3, VH3-30-5, VH3-33, VH3-35, VH3-38, VH3-43, VH3-48, VH3-49, VH3-53, VH3-64, VH3-66, VH3-72, VH3-73, VH3-74, VH4-4, VH4-28, VH4-30-1, VH4-30-2, VH4-30-4, VH4-31, VH4-34, VH4-39, VH4-59, VH4-61, VH5-51, VH6-1, VH7-4-1, VH7-81 или их комбинацию;V H 1-2, V H 1-3, V H 1-8, V H 1-18, V H 1-24, V H 1-45, V H 1-46, V H 1-58, V H 1-69, V H 2-5, V H 2-26, V H 2-70, V H 3-7, V H 3-9, V H 3-11, V H 3-13, V H 3- 15, V H 3-16, V H 3-20, V H 3-21, V H 3-23, V H 3-30, V H 3-30-3, V H 3-30-5, V H 3-33, V H 3-35, V H 3-38, V H 3-43, V H 3-48, V H 3-49, V H 3-53, V H 3-64, V H 3- 66, V H 3-72, V H 3-73, V H 3-74, V H 4-4, V H 4-28, V H 4-30-1, V H 4-30-2, V H 4-30-4, V H 4-31, V H 4-34, V H 4-39, V H 4-59, V H 4-61, V H 5-51, V H 6-1, V H 7-4-1, V H 7-81, or a combination thereof; (b) один или более функциональных человеческих генных сегментов D, включающих D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2-15, D2-21, D3-3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5, D5-18, D5-24, D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27 или их комбинацию; или(b) one or more functional human D gene segments including D1-1, D1-7, D1-14, D1-20, D1-26, D2-2, D2-8, D2-15, D2-21, D3 -3, D3-9, D3-10, D3-16, D3-22, D4-4, D4-11, D4-17, D4-23, D5-12, D5-5, D5-18, D5-24 , D6-6, D6-13, D6-19, D6-25, D7-27, or a combination thereof; or (c) один или более функциональных генных сегментов JH, включающих JH1, JH2, JH3, JH4, JH5, JH6 или их комбинацию.(c) one or more functional J H gene segments including J H 1, J H 2, J H 3, J H 4, J H 5, J H 6, or a combination thereof. 41. Способ по п. 1 или 2, где нуклеотидная вставка включает геномную нуклеотидную последовательность, которая кодирует аминокислотную последовательность вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина.41. The method of claim 1 or 2, wherein the nucleotide insert comprises a genomic nucleotide sequence that encodes the amino acid sequence of an immunoglobulin light chain variable region. 42. Способ по п. 41, где нуклеотидная вставка включает:42. The method of claim 41, wherein the nucleotide insert comprises: (a) один или более человеческих генных сегментов Vκ, включающих Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ7-3, Vκ2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8, Vκ1-9, Vκ2-10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6-21, Vκ1-22, Vκ1-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33, Vκ3-34, Vκ1-35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40 или их комбинацию;(a) one or more human Vκ gene segments, including Vκ4-1, Vκ5-2, Vκ7-3, Vκ2-4, Vκ1-5, Vκ1-6, Vκ3-7, Vκ1-8, Vκ1-9, Vκ2- 10, Vκ3-11, Vκ1-12, Vκ1-13, Vκ2-14, Vκ3-15, Vκ1-16, Vκ1-17, Vκ2-18, Vκ2-19, Vκ3-20, Vκ6-21, Vκ1-22, Vκ1-23, Vκ2-24, Vκ3-25, Vκ2-26, Vκ1-27, Vκ2-28, Vκ2-29, Vκ2-30, Vκ3-31, Vκ1-32, Vκ1-33, Vκ3-34, Vκ1- 35, Vκ2-36, Vκ1-37, Vκ2-38, Vκ1-39, Vκ2-40, or a combination thereof; (b) один или более человеческих генных сегментов Vλ, включающих Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Vλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2-14, Vλ3-16, Vλ2-18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27или их комбинацию; или(b) one or more human Vλ gene segments, including Vλ3-1, Vλ4-3, Vλ2-8, Vλ3-9, Vλ3-10, Vλ2-11, Vλ3-12, Vλ2-14, Vλ3-16, Vλ2- 18, Vλ3-19, Vλ3-21, Vλ3-22, Vλ2-23, Vλ3-25, Vλ3-27, or a combination thereof; or (c) один или более человеческих генных сегментов Jκ, включающих Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5 или их комбинацию.(c) one or more human Jκ gene segments comprising Jκ1, Jκ2, Jκ3, Jκ4, Jκ5, or a combination thereof. 43. Способ по п. 1 или 2, где нуклеотидная вставка включает полинуклеотид, кодирующий по меньшей мере область рецептора Т-клетки.43. The method of claim 1 or 2, wherein the nucleotide insert comprises a polynucleotide encoding at least a T cell receptor region. 44. Способ по п. 43, где рецептор Т-клетки представляет собой рецептор Т-клетки альфа.44. The method of claim 43, wherein the T cell receptor is an alpha T cell receptor. 45. Способ по п. 1 или 2, где нуклеотидная вставка включает по меньшей мере один аллель заболевания.45. The method of claim 1 or 2, wherein the nucleotide insert comprises at least one disease allele. 46. Способ по п. 45, где нуклеотидная вставка включает по меньшей мере один аллель заболевания человека из человеческого гена.46. The method of claim 45, wherein the nucleotide insert comprises at least one human disease allele from a human gene. 47. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает замещение эндогенной нуклеотидной последовательности гомологичной или ортологичной нуклеотидной последовательностью.47. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises replacing an endogenous nucleotide sequence with a homologous or orthologous nucleotide sequence. 48. Способ по п. 47, где направленная генетическая модификация включает удаление эндогенной нуклеотидной последовательности и добавление ортологичной нуклеотидной последовательности в представляющий интерес геномный локус.48. The method of claim 47, wherein the targeted genetic modification comprises removing an endogenous nucleotide sequence and adding the orthologous nucleotide sequence to the genomic locus of interest. 49. Способ по п. 48, где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет по меньшей мере 30 т.п.о., и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, где вставка составляет по меньшей мере 30 т.п.о.49. The method of claim 48, wherein the targeted genetic modification comprises removing a region of the genomic locus of interest, wherein the deletion is at least 30 kb, and introducing a nucleotide insert at the genomic locus of interest, wherein the insert is at least at least 30 kbp 50. Способ по п. 49, где удаленная область составляет от 30 т.п.о. до около 110 т.п.о., а нуклеотидная вставка составляет от около 40 т.п.о. до около 140 т.п.о.50. The method of claim 49, wherein the remote area is 30 kbp. to about 110 kb, and the nucleotide insert is from about 40 kb. up to about 140 kbp 51. Способ по п. 1 или 2, где LTVEC составляет от 100 т.п.о. до 300 т.п.о., 5’- и 3’-плечи гомологии в общей сумме составляют от 30 т.п.о. до 150 т.п.о и направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет от 30 т.п.о. до 110 т.п.о., и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, при этом вставка составляет от 40 т.п.о. до 140 т.п.о.51. The method according to claim 1 or 2, wherein the LTVEC is from 100 kbp. up to 300 kb, 5'- and 3'-arms of homology are in total from 30 kb. up to 150 kb and directed genetic modification includes the deletion of a region of interest genomic locus, the deletion is from 30 kb. up to 110 kb, and the introduction of a nucleotide insert in the genomic locus of interest, the insert is from 40 kb. up to 140 kbp 52. Способ по п. 1 или 2, где LTVEC составляет от 20 т.п.о. до 250 т.п.о. в длину, при этом 5’- и 3’-плечи гомологии в общей сумме составляют от 20 т.п.о. до 200 т.п.о в длину, и где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса, при этом делеция составляет от 30 т.п.о. до 110 т.п.о., и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус, при этом вставка составляет от 40 т.п.о. до 140 т.п.о., и где направляющую РНК конструируют для создания двухцепочечного разрыва в области представляющего интерес геномного локуса, предназначенного для удаления.52. The method according to claim 1 or 2, wherein the LTVEC is from 20 kbp. up to 250 kbp in length, with the 5'- and 3'-arms of homology in the total amount from 20 kbp. up to 200 kb in length, and where the directed genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest, the deletion being from 30 kb. up to 110 kb, and the introduction of a nucleotide insert in the genomic locus of interest, the insert is from 40 kb. up to 140 kb, and where the guide RNA is designed to create a double-stranded break in the region of interest of the genomic locus to be deleted. 53. Способ по п. 1 или 2, где неплюрипотентные клетки, трансформированные так, чтобы экспрессировать плюрипотентное состояние, экспрессируют перепрограммирующие гены, включая Oct4, Sox2, Klf4 и Myc.53. The method of claim 1 or 2, wherein the non-pluripotent cells transformed to express the pluripotent state express reprogramming genes including Oct4, Sox2, Klf4 and Myc. 54. Способ по п. 1 или 2, где человеческую индуцированную плюрипотентную стволовую клетку поддерживают в среде с низкой осмолярностью, содержащей основную среду и добавки, причем среда с низкой осмолярностью содержит:54. The method of claim 1 or 2, wherein the human induced pluripotent stem cell is maintained in a low osmolarity medium containing a basic medium and additives, the low osmolarity medium comprising: (a) полипептид фактора, ингибирующего лейкемию (LIF);(a) a leukemia inhibiting factor (LIF) polypeptide; (b) ингибитор киназы гликогенсинтазы 3 (GSK3); и(b) a glycogen synthase kinase 3 (GSK3) inhibitor; and (c) ингибитор MEK,(c) a MEK inhibitor, причем среда с низкой осмолярностью имеет осмолярность 200-250 мОсм/кг.the low osmolarity medium having an osmolarity of 200-250 mOsm / kg. 55. Способ по п. 1 или 2, где целевая последовательность CRISPR непосредственно прилегает к 5’-целевой последовательности или 3’-целевой последовательности.55. The method of claim 1 or 2, wherein the CRISPR target sequence is immediately adjacent to the 5 'target sequence or 3' target sequence. 56. Способ по п. 1 или 2, где белок Cas9 содержит сигнал ядерной локализации.56. The method of claim 1 or 2, wherein the Cas9 protein comprises a nuclear localization signal. 57. Способ по п. 1 или 2, где 5’- и 3’-плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о.57. The method of claim 1 or 2, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total at least 10 kbp. 58. Способ по п. 1 или 2, в котором целевая последовательность CRISPR представляет собой нативную последовательность, которая является эндогенной по отношению к человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке.58. The method of claim 1 or 2, wherein the target CRISPR sequence is a native sequence that is endogenous to a human induced pluripotent stem cell. 59. Способ по п. 1 или 2, где белок Cas9 содержит сигнал ядерной локализации и причем целевая последовательность CRISPR расположена в любом месте между 5’-целевой последовательностью и 3’-целевой последовательностью или целевая последовательность CRISPR непосредственно прилегает к 5’-целевой последовательности или 3’-целевой последовательности.59. The method according to claim 1 or 2, wherein the Cas9 protein contains a nuclear localization signal and wherein the target CRISPR sequence is located anywhere between the 5'-target sequence and the 3'-target sequence, or the target CRISPR sequence is immediately adjacent to the 5'-target sequence or a 3'-target sequence. 60. Способ по п. 1 или 2, где 5’- и 3’-плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о., причем целевая последовательность CRISPR представляет собой нативную последовательность, которая является эндогенной по отношению к человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке, и причем целевая последовательность CRISPR расположена в любом месте между 5’-целевой последовательностью и 3’-целевой последовательностью или целевая последовательность CRISPR непосредственно прилегает к 5’-целевой последовательности или 3’-целевой последовательности.60. The method of claim 1 or 2, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total at least 10 kb, wherein the target CRISPR sequence is a native sequence that is endogenous to to a human induced pluripotent stem cell, and wherein the CRISPR target sequence is located anywhere between the 5 'target sequence and the 3' target sequence, or the CRISPR target sequence is immediately adjacent to the 5 'target sequence or 3' target sequence. 61. Способ по п. 1 или 2, где 5’- и 3’-плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют по меньшей мере 10 т.п.о., причем представляющий интерес геномный локус является нативным по отношению к человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке и причем целевая последовательность CRISPR расположена в любом месте между 5’-целевой последовательностью и 3’-целевой последовательностью или целевая последовательность CRISPR непосредственно прилегает к 5’-целевой последовательности или 3’-целевой последовательности.61. The method of claim 1 or 2, wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology total at least 10 kb, the genomic locus of interest being native to human induced pluripotent stem the cell and wherein the target CRISPR sequence is located anywhere between the 5'-target sequence and the 3'-target sequence, or the target CRISPR sequence is immediately adjacent to the 5'-target sequence or 3'-target sequence. 62. Способ по п. 1 или 2, где направленная генетическая модификация включает введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус или где направленная генетическая модификация включает удаление области представляющего интерес геномного локуса и введение нуклеотидной вставки в представляющий интерес геномный локус.62. The method of claim 1 or 2, wherein the targeted genetic modification comprises introducing a nucleotide insert at a genomic locus of interest, or wherein the targeted genetic modification comprises deleting a region of the genomic locus of interest and introducing a nucleotide insert at the genomic locus of interest. 63. Способ по п. 62, где целевая последовательность CRISPR представляет собой нативную последовательность, которая является эндогенной по отношению к человеческой индуцированной плюрипотентной стволовой клетке, и причем 5’- и 3’-плечи гомологии LTVEC в общей сумме составляют от 10 т.п.о. до 150 т.п.о.63. The method of claim 62, wherein the target CRISPR sequence is a native sequence that is endogenous to a human induced pluripotent stem cell, and wherein the 5 'and 3' arms of LTVEC homology in total are from 10 kb .O. up to 150 kbp
RU2020119313A 2020-06-10 2020-06-10 Methods and compositions for directed genome modification RU2751237C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119313A RU2751237C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Methods and compositions for directed genome modification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119313A RU2751237C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Methods and compositions for directed genome modification

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019111616A Division RU2725520C2 (en) 2013-12-11 2014-10-15 Methods and compositions for genome targeted modification

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2751237C1 true RU2751237C1 (en) 2021-07-12

Family

ID=77019652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119313A RU2751237C1 (en) 2020-06-10 2020-06-10 Methods and compositions for directed genome modification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2751237C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002066630A1 (en) * 2001-02-16 2002-08-29 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Methods of modifying eukaryotic cells
WO2006044962A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-27 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Method for generating an animal homozygous for a genetic modification
RU2290441C2 (en) * 2000-10-31 2006-12-27 Ридженерон Фармасьютикалз, Инк. Method for genetic modification of target endogenic gene or chromosomal locus (variants) and uses thereof
WO2012129198A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Transposagen Biopharmaceuticals, Inc. Genetically modified rat models for obesity and diabetes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290441C2 (en) * 2000-10-31 2006-12-27 Ридженерон Фармасьютикалз, Инк. Method for genetic modification of target endogenic gene or chromosomal locus (variants) and uses thereof
WO2002066630A1 (en) * 2001-02-16 2002-08-29 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Methods of modifying eukaryotic cells
WO2006044962A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-27 Regeneron Pharmaceuticals, Inc. Method for generating an animal homozygous for a genetic modification
WO2012129198A1 (en) * 2011-03-23 2012-09-27 Transposagen Biopharmaceuticals, Inc. Genetically modified rat models for obesity and diabetes

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A *
A MALI P. et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9, Science, 2013, 339, pp.823-826. *
MALI P. et al. RNA-guided human genome engineering via Cas9, Science, 2013, 339, pp.823-826. *
ДИМИТРИЕВА Т.В. и др., Модификация метода анализа результатов редактирования генома с помощью системы CRISPR/CAS9 на предимплантационных эмбрионах мыши, Вестник Российского государственного медицинского университета, No. 3, 2016, с.16-22. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6670412B2 (en) Methods and compositions for targeted modification of the genome
KR102186281B1 (en) Targeted modification of rat genome
DK3080279T3 (en) METHODS AND COMPOSITIONS FOR TARGETED MODIFICATION OF A GENOM
RU2751237C1 (en) Methods and compositions for directed genome modification
NZ721985B2 (en) Methods and compositions for the targeted modification of a genome