基于CRISPR/CasRx的基因编辑方法及其应用

文档序号:204248 发布日期:2021-11-05 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 基于CRISPR/CasRx的基因编辑方法及其应用 (CRISPR/CasRx based gene editing method and application thereof ) 是由 舒易来 胡晓湘 李耕林 郑子文 李果 崔冲 于 2021-08-11 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种靶向Tmc1突变体(c.1235T>A;p.M412K)的sgRNA、表达载体、CRISPR-CasRx系统、试剂盒及其应用,属于基因工程技术领域。本发明中所述的靶向Tmc1突变体的sgRNA的序列如SEQIDNO.3所示,含有该sgRNA的CasRx在不干扰野生型Tmc1~(+)的情况下,能够使得Tmc1~(Bth)转录物减少82%,将基于AAV-PHP.eB载体的CasRx注入新生贝多芬小鼠内耳,发现Tmc1~(Bth)在2周内减少了70%,整个转录组没有检测到脱靶。本发明提供的sgRNA靶向Tmc1突变体的特异性高,能够提高Tmc1~(Bth)突变小鼠毛细胞存活率,使得纤毛束形态得以恢复,机械转导电流减少,对进行性听力损失有显著改善。(The invention provides sgRNA (small guide ribonucleic acid), an expression vector, a CRISPR-CasRx system, a kit and application of a Tmc1 mutant (c.1235T is more than A; p.M412K) targeting, and belongs to the technical field of genetic engineering. The sequence of sgRNA targeting Tmc1 mutant is shown as SEQ ID NO.3, and CasRx containing the sgRNA does not interfere with wild Tmc1 &#43; In the case of (2), Tmc1 can be made Bth 82% reduction in transcripts, CasRx based on AAV-php. eb vector was injected into the inner ear of neonatal bazedoxifene miceTmc1 was found Bth The reduction was 70% in 2 weeks and no off-target was detected throughout the transcriptome. The sgRNA-targeted Tmc1 mutant provided by the invention has high specificity, and can improve Tmc1 Bth The survival rate of the mutant mouse hair cells leads the form of the cilia bundle to be recovered, the mechanical transduction current is reduced, and the progressive hearing loss is obviously improved.)

基于CRISPR/CasRx的基因编辑方法及其应用

技术领域

本发明属于基因工程技术领域,具体涉及一种基于CRISPR-CasRx的基因编辑方法及其应用。

背景技术

根据世界卫生组织(WHO)的数据,听力下降是最常见的感官缺陷之一,世界上大约5%的人口患有失聪致残,其中3400万是儿童。在儿童中,听力损失影响认知、语言和社会心理发展,几乎一半的耳聋病例是由遗传因素引起的,在不同类型的遗传性听力损失中,20~25%的非综合征性听力损失(NSHL)病例是常染色体显性的。到目前为止,已有超过100个基因被证实与NSHL相关,且常染色体显性遗传多为渐进性听力下降,有足够的时间窗进行基因治疗。

TMC1(跨膜通道类1)是第六大最常见的遗传性耳聋基因,TMC1突变导致显性或隐性NSHL。已有证据表明TMC1作为通道复合物成分,包含了10个跨膜结构域,参与感音神经信号转导。与人类TMC1(c.1253T>A;p.M418K)同源的突变Tmc1(c.1235T>A;p.M412K),携带了该突变的贝多芬(Bth)小鼠表现DFNA36听力损失,因此,在本研究中Bth小鼠适合作为非综合征性耳聋研究的模型。

目前,临床上很少有可以减缓或逆转遗传性耳聋的治疗方法。随着人们对遗传与听力损失关系的认识不断加深,人们对听力损失的基因治疗也越来越感兴趣。使用基因替换的方法,在囊泡谷氨酸转运体-3(VGLUT3)基因缺失的小鼠内耳中表达该基因,首次成功恢复小鼠的听力。随后的研究也证实了基因替代治疗遗传性听力损失的有效性,但基因替换不能根据细胞的需要精确调控基因表达,当基因突变为显性负效应时,治疗效果就会降低。

基因编辑技术作为一种新型的基因治疗方法已被应用于遗传性听力损失的治疗,已有研究将CRISPR-Cas9系统导入Bth模型小鼠内耳成功改善了听力损失。此外,使用双AAVs包装的胞嘧啶碱基编辑器,恢复了Tmc1基因隐性点突变的Baringo小鼠的基因功能,这表明在体内碱基编辑可以部分地、暂时性地恢复听觉功能,内耳的基因治疗有望成为遗传性耳聋的理想治疗方法。CRISPR-Cas9系统存在潜在的脱靶风险,Cas9蛋白可能会靶向切割与sgRNA序列相近的DNA序列。而单碱基编辑系统已被证明存在大量的脱靶编辑,这些都为疾病的治疗和临床应用带来了极大的安全风险,这限制了这种技术的实用性,特别是在治疗和临床应用方面。靶向RNA的操作是瞬时可逆的,不会影响基因的序列与结构变化。近年来,RNA调控已被用于治疗小鼠听力损失。例如,反义寡核苷酸被应用于治疗Ush1c(c.216G>A)基因突变小鼠模型听力,这种基因突变破坏了野生型剪接,产生移码突变和翻译出截短蛋白;此外,RNA干扰(RNAi)和人工microRNA也被用于防止听力损失。然而,这些传统RNA调控工具在基因转录水平仍然存在的脱靶效应让人们感到担忧。

CRISPR-Cas13是一种新型RNA编辑系统,其中,Cas13蛋白是一种2类VI型的CRISPR-Cas系统效应蛋白,具有RNA介导的RNA酶切活性,是目前第二大类CRISPR-Cas系统发现的唯一能够降解RNA的蛋白,最初用于缓解细菌中的病毒感染,比传统的RNA干预工具具有更高的特异性。Cas13蛋白家族已经鉴定出4个成员,包括Cas13a(前称为C2c2)、Cas13b、Cas13c和Cas13d。有报道称PspCas13b和CasRx(RfxCas13d)比其它Cas13s具有更高的活性和特异性。作为目前最小的Cas13酶,CasRx可以很容易地被包装进入AAVs载体,这使得CRISPR-CasRx系统在体内递送变得很方便。CasRx已被应用于肝脏和眼病小鼠模型的治疗工具,与其他基因编辑系统相比,RNA编辑系统可以在不改变基因组的情况下提供更安全的基因沉默方法。此外,PAM序列在基因组编辑中必不可少,这限制了sgRNA序列的选择,特别是在特定的致病点突变中。然而,在该系统中没有类似这种PAM序列的限制,因此可以更灵活地设计和筛选gRNAs。

目前仍缺乏使用CRISPR-Cas13 RNA编辑系统治疗遗传性耳聋的研究。能否利用CRISPR-Cas13 RNA编辑技术来提供一种治疗遗传性耳聋的方法,并提高现有基因编辑系统的特异性和效率,成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题,而开展了一种基于CRISPR-Cas13 RNA编辑系统治疗遗传性耳聋的相关研究。在本发明中,提供了一种靶向Tmc1突变体的sgRNA,以及其表达载体,CRISPR-CasRx系统,相关试剂盒及其应用。

本发明首先提供了一种靶向Tmc1突变体的sgRNA,所述sgRNA的序列如SEQ IDNO.3所示。

本发明还提供了一种靶向Tmc1突变体的表达载体,其包含如上所述的sgRNA序列。

本发明提供的一种靶向Tmc1突变体的表达载体中,其包含如上所述的sgRNA序列和AAV载体,所述AAV载体为AAV-PHP.eB。

进一步的是,本发明中表达载体的构建方法如下:

(1)构建人密码子优化的CasRx基因表达质粒,先合成CasRx基因,并连接两个核定位信号肽,构建到哺乳动物表达载体中并由CAG启动子引导表达。

(2)构建sgRNA表达质粒,先合成两条互补单链sgRNA寡核苷酸,两条单链sgRNA退火形成双链,利用BspQI酶切位点把sgRNA连接到克隆骨架上,并由骨架上U6启动子表达。

(3)构建mCherry-Tmc1包含突变基因的荧光表达质粒,先合成一段90bp包含c.1234T>A突变位点的序列,在序列的3’端连接mCherry荧光基因,构建到表达载体中由CMV启动子表达。

本发明还提供了一种靶向Tmc1突变体的CRISPR-CasRx系统,其包含如上所述的sgRNA序列和编码CasRx蛋白的基因序列。

本发明采用CasRx技术改善人类DFNA36动物模型贝多芬小鼠的听力,首先在293T细胞中筛选了30条sgRNAs,发现含有sgRNA3的CasRx在不干扰野生型(Tmc1+)的情况下,使Tmc1Bth转录物减少了82%。然后,将基于AAV载体(AAV-PHP.eB)的CasRx注入新生贝多芬小鼠内耳,发现Tmc1Bth在2周内减少了70%,转录组水平上几乎没有检测到脱靶。我们发现,毛细胞存活率提高,纤毛束形态得以恢复,靶向Tmc1后机械转导电流减少。重要的是,听觉脑干反应(ABR)和畸变产物耳声发射(DPOAE)测得的听力在8周以内的所有年龄中都有显著改善。因此,我们验证了基于CRISPR-CasRx的RNA编辑策略在治疗常染色体显性听力损失方面的有效性,为其在听力及其他许多遗传性疾病中的进一步应用铺平了道路。

本发明同时提供了一种靶向Tmc1突变体的试剂盒,所述试剂盒包括表达CasRx蛋白和如上所述的表达载体。

本发明还进一步提供了一种靶向Tmc1突变体的sgRNA的用途,是包括该sgRNA在制备成用于治疗遗传性耳聋的免疫细胞药物的应用。

本发明的有益效果在于:

本发明筛选了30条在所有可能位置匹配单点突变的sgRNA,以Tmc1致病等位基因为靶点,并比较了PspCas13b和CasRx系统的编辑特异性和效率,以选择最佳的sgRNA。本发明使用了AAV载体(AAV-PHP.eB),在内耳毛细胞中传递CasRx和sgRNA到出生小鼠耳蜗具有较高的转导效率,并成功下调Tmc1Bth转录本的表达,改变Tmc1Bth/Tmc1+mRNA比率,预防进行性听力损失,改善了毛细胞和纤毛束形态,且无脱靶效应。这些结果表明,CasRx RNA编辑系统是治疗遗传性耳聋的一种潜在的临床方法。

附图说明

图1为设计靶向Tmc1Bth转录本的sgRNAs示意图。

图2为筛选靶向Tmc1Bth转录本的高效特异性sgRNAs;a.构建用于Cas RNA编辑系统介导的sgRNA筛选;构建了Cas表达载体、mCherry-Tmc1Bth荧光报告基因、mCherry-Tmc1+荧光报告基因、靶向Tmc1Bth转录本的sgRNA表达载体和非靶向(NT)的sgRNA表达载体;b.CasRx系统介导的靶向mCherry-Tmc1Bth mRNA和mCherry-Tmc1+mRNA的sgRNA与对照组sgRNA(NT)荧光强度比,数据以平均值±SD表示(n=3个生物独立样本);c.sgRNA与对照sgRNA(NT)针对PspCas13b系统介导的mCherry-Tmc1Bth mRNA和mCherry-Tmc1+mRNA的荧光强度比值,数据以平均值±SD表示(n=3个生物独立样本);d.CasRx和PspCas13b介导的mCherry-Tmc1Bth和mCherry-Tmc1+mRNA干扰的平均荧光强度比值,在30条sgRNAs中,sgRNA3的平均荧光强度比最低;e.CasRx系统介导的细胞的综合荧光强度;与mCherry-Tmc1+mRNA相比,sgRNA3靶向mCherry-Tmc1Bth mRNA的荧光密度显著降低;与非靶向sgRNA靶向mCherry-Tmc1Bth和mCherry-Tmc1+mRNA相比,sgRNA3靶向mCherry-Tmc1+mRNA的荧光密度降低;数据以平均值±SD表示(n=2,生物学上的独立样本),*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.0001;假定值通过单因素方差分析和Sidak多重比较检验确定。

图3为293T细胞的代表性荧光图像;a.用CasRx系统转染30条sgRNA和非靶sgRNA,以靶向Tmc1Bth转录本;b.细胞转染含有30条sgRNA和非靶sgRNA的PspCas13b系统以靶向Tmc1Bth转录本;mCherry强度表明RNA敲除效率。

图4为CasRx选择性破坏Bth小鼠的Tmc1Bth转录本;a.编码CasRx和sgRNA3的AAV载体示意图(上图)和对照组NT载体示意图(下图);b.体内实验概述;在P1-P2注射小鼠,P5天解剖培养Corti器官,P15-P16分析毛细胞生理,注射小鼠2周后测序,于4、8和12周后进行听力测试(ABR和DPOAE),免疫组化,注射后10周进行扫描电镜观察;c.Tmc1Bth和Tmc1+深度测序百分比;饼状图显示样本中Tmc1Bth和Tmc1+转录本的平均组成,序列显示Tmc1Bth和Tmc1+转录本的单核苷酸差异(未注射、注射了AAV-CasRx+NT和注射了AAV-CasRx+sgRNA3的Tmc1Bth转录本分别为52.83±5.33%、53.39±4.8%和14.88±9.77%,n=3只小鼠,数据以平均值±SD表示);d.深度测序分析未注射小鼠(n=3只)、AAV-CasRx+NT注射小鼠(n=3只)和AAV-CasRx+sgRNA3注射小鼠(n=3只)Tmc1Bth和Tmc1+之间的转录本比率,数据以平均值±扫描电镜表示,**p<0.01,p值采用Dunnett多重比较检验的单因素方差分析确定;e.测试RT-qPCR注射后2周耳蜗mRNA表达量(n=6只小鼠);与未注射AAV-CasRx+sgRNA3的耳朵相比,注射AAV-CasRx+sgRNA3的耳朵Tmc1Bth转录本的表达明显降低,数据以平均值±扫描电镜表示,*p<0.05,p值采用非配对双尾t检验;f.扩增Tmc1Bth序列,采用特异性结合突变模板的引物检测,引物不会与野生型模板结合扩增;g.在P15-P16的顶圈IHCs的机械电转导(MET)电流记录和最大MET电流振幅;h.Tmc+/+小鼠(n=16个OHCs)、非注射Tmc1Bth/Bth小鼠(n=18个OHCs)和注射AAV-CasRx+sgRNA3的Tmc1Bth/Bth小鼠(n=16个OHCs)的MET电流振幅分别为461.134±74.978pA、442.458±82.805pA、344.409±114.591pA,数据以均数±SD表示,**p<0.01,p值采用单向测定,采用Sidak多重比较检验的方差分析。

图5为AAV-PHP.eB的转导试验;注射后2周采集耳蜗样品用抗-GFP和myosin7a抗体进行染色,图像为全长300μm的全耳蜗组织;比例尺:100μm。

图6为通过mRNA下调改善听力;在Tmc1Bth/+小鼠中,使用和不使用CasRx介导的基因缺失用于防止进行性听力损失实验。

图7为CasRx对Bth小鼠听觉功能的改善;a.注射Tmc1Bth/+的右耳、未注射的左耳和野生型耳,4周时在8kHz下记录的ABR波形,绿色轨迹表示阈值;b,c.Tmc1+/+(绿色)、Tmc1Bth/++AAV-CasRx+sgRNA3(蓝色)和Tmc1Bth/+非注射对侧(红色)耳的纯音和clickABR阈值,4周和8周后,AAV-CasRx+sgRNA3与未注射Tmc1Bth/+耳比较,平均ABR阈值明显降低,统计学分析采用双向方差分析和多重比较的Tukey事后检验;d.Tmc1Bth/++AAV-CasRx+sgRNA3(蓝色)和Tmc1Bth/+未处理的对侧耳(红色)在4周和8周的DPOAE阈值,在两个频率注射AAV-CasRx+sgRNA3的耳朵中,DPOAE阈值显著降低,采用双向Bonferroni多重比较检验进行统计学分析,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.0001,误差值用±SD表示。

图8为注射AAV小鼠的ABR值;a.4周龄时,注射对照AAV和未注射对侧耳的杂合小鼠听力阈值;b.4周龄时,注射AAV(AAV-CasRx+sgRNA3或AAV-CasRx+NT)的野生型小鼠耳朵和未注射对侧耳朵的阈值,数据以平均值±SD表示;c,d.注射AAV-CasRx+sgRNA3、非注射Bth小鼠和野生型小鼠4周时,80dB和90dB的Click-ABR一波振幅和潜伏期,*P<0.05,**P<0.01,****P<0.0001;均数±SD,采用Tukey进行统计学分析。

图9不注射AAV-CasRx+sgRNA3保护毛细胞和纤毛束;a.注射10周后采集的100μm耳蜗切片的共聚焦图像,标本用myosin7a染色(红色),这些图像来自于Tmc1+/+、Tmc1Bth/++AAV-CasRx+sgRNA3和Tmc1Bth/+非注射小鼠(n=5只),位置分别为8kHz和16kHz,IHCs和OHCs在图中标出,比例尺:20μm;b.每100μm耳蜗的OHCs(上)和IHCs(下)的数量,数据以均数±SD表示,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001和****p<0.0001,采用双向Sidak多重比较检验进行统计学分析;c.耳蜗顶端感觉上皮的扫描电镜图像显示纤毛束的形态,注射后10周采集Tmc1+/+、Tmc1Bth/++AAV-CasRx+sgRNA3和Tmc1Bth/+非注射样本,比例尺:20μm(上);3μm(下)。

图10为耳蜗中间感觉上皮纤毛束形态的扫描电镜图像;注射后10周采集Tmc1+/+、Tmc1Bth/++AAV-CasRx+sgRNA3和Tmc1Bth/+非注射样本,箭头表示纤毛束缺失,比例尺:20μm(上),3μm(下)。

图11为RNA序列在体内编辑RNA的脱靶分析;a.Off-target-1到Off-target-10是RNA序列检测到的10个脱靶位点,与靶向位点不匹配的用颜色高亮显示,sgRNA3靶向的30bp序列(On-target)在第一行显示;b.比较注射AAV-CasRx+sgRNA3或AAV-CasRx+NT耳,和注射AAV-CasRx+sgRNA3或未注射耳的10个脱靶部位表达量,数据显示为平均值±SEM,ns表示没有显著性差异,采用多重非配对t检验进行统计学分析。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行具体描述,有必要指出的是,以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明,并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

一、实施方法例

(一)体外使用CasRx特异性敲除Tmc1Bth转录本

为了在HEK293T细胞中高效和特异性地敲除Tmc1Bth mRNA,首先比较了两种RNA编辑系统,PspCas13b和CasRx,这两种系统被证明都可以有效地敲除内源转录本。然后设计了30个靶向Tmc1Bth转录本的sgRNAs,在PspCas13b和CasRx系统中,sgRNA的长度都为30bp,并以一个30bp靶向GFP的sgRNA(记为NT)作为对照(sgRNA1-30和NT的序列如表1,见序列表SEQID NO.1-31),靶向Tmc1Bth转录本的sgRNAs设计示意图如图1所示,其中碱基A依次插入到1-30的位置。

表1

sgRNA1 5’-CAA ATA AGT CAA ACA GGG TGG GAC AGA ACT-3’
sgRNA2 5’-AAA TAA GTC AAA CAG GGT GGG ACA GAA CTT-3’
sgRNA3 5’-AAT AAG TCA AAC AGG GTG GGA CAG AAC TTC-3’
sgRNA4 5’-ATA AGT CAA ACA GGG TGG GAC AGA ACT TCC-3’
sgRNA5 5’-TAA GTC AAA CAG GGT GGG ACA GAA CTT CCC-3’
sgRNA6 5’-AAG TCA AAC AGG GTG GGA CAG AAC TTC CCC-3’
sgRNA7 5’-AGT CAAACA GGG TGG GAC AGA ACT TCC CCA-3’
sgRNA8 5’-GTC AAA CAG GGT GGG ACA GAA CTT CCC CAG-3’
sgRNA9 5’-TCA AAC AGG GTG GGA CAG AAC TTC CCC AGG-3’
sgRNA10 5’-CAA ACA GGG TGG GAC AGA ACT TCC CCA GGA-3’
sgRNA11 5’-AAA CAG GGT GGG ACA GAA CTT CCC CAG GAG-3’
sgRNA12 5’-AAC AGG GTG GGA CAGAAC TTC CCC AGG AGG-3’
sgRNA13 5’-ACA GGG TGG GAC AGA ACT TCC CCA GGA GGG-3’
sgRNA14 5’-CAG GGT GGG ACA GAA CTT CCC CAG GAG GGA-3’
sgRNA15 5’-AGG GTG GGA CAG AAC TTC CCC AGG AGG GAC-3’
sgRNA16 5’-GGG TGG GAC AGA ACT TCC CCA GGA GGG ACA-3’
sgRNA17 5’-GGT GGG ACA GAA CTT CCC CAG GAG GGA CAT-3’
sgRNA18 5’-GTG GGA CAG AAC TTC CCC AGG AGG GAC ATT-3’
sgRNA19 5’-TGG GAC AGA ACT TCC CCA GGA GGG ACA TTA-3’
sgRNA20 5’-GGG ACA GAA CTT CCC CAG GAGGGA CAT TAC-3’
sgRNA21 5’-GGA CAG AAC TTC CCC AGG AGG GAC ATT ACC-3’
sgRNA22 5’-GAC AGA ACT TCC CCA GGA GGG ACA TTA CCA-3’
sgRNA23 5’-ACA GAA CTT CCC CAG GAG GGA CAT TAC CAT-3’
sgRNA24 5’-CAG AAC TTC CCC AGG AGG GAC ATT ACC ATG-3’
sgRNA25 5’-AGA ACT TCC CCA GGA GGG ACA TTA CCA TGT-3’
sgRNA26 5’-GAA CTT CCC CAG GAG GGA CAT TAC CAT GTT-3’
sgRNA27 5’-AAC TTC CCC AGG AGG GAC ATT ACC ATG TTC-3’
sgRNA28 5’-ACT TCC CCA GGA GGG ACA TTA CCA TGT TCA-3’
sgRNA29 5’-CTT CCC CAG GAG GGA CAT TAC CAT GTT CAT-3’
sgRNA30 5’-TTC CCC AGG AGG GAC ATT ACC ATG TTC ATT-3’
NT 5’-ACC AGG ATG GGC ACC ACC CCG GTG AAC AGC-3’

(二)质粒的构建

在CAG启动子控制下,合成人密码子优化的CasRx基因,并将其克隆到具有两个NLS(核定位序列)的哺乳动物表达载体中。合成人密码子优化的PspCas13b基因,并将其克隆到CAG启动子控制下的NES(核输出序列)哺乳动物表达载体中。

然后构建CasRx sgRNA克隆主链,其中包含两个用BspQI酶克隆的直接重复序列;构建PspCas13b sgRNA克隆主链,其中包含一个用BbsI酶克隆的3’端直接重复序列。进一步合成了sgRNAs作为单链DNA寡核苷酸。两条反向互补地sgRNA寡核苷酸退火形成双链,通过BspQI酶切位点连接到含有U6启动子的CasRx系统的sgRNA表达载体上,并在U6启动子下克隆。同样使用BbsI酶切位点,把双链sgRNA连到在含有U6启动子元件的PspCas13b系统的sgRNA表达载体上克隆。

为了构建mCherry-Tmc1Bth报告基因载体,合成了含有c.1235T>A突变的Tmc1转录本的90bp序列,并将其克隆到mCherry基因的3’端,该端去掉终止密码子。为了构建mCherry-Tmc1+报告基因载体,合成了含有c.1235T的Tmc1转录本的90bp序列,并将其克隆到去掉终止密码子的mCherry基因的3’端。

(三)细胞培养和转染

在添加10%胎牛血清(FBS)(v/v)的DMEM培养基(Gibco)中培养293T细胞,在37℃、5%CO2的条件下培养。转染前,将细胞接种在聚D-赖氨酸包覆的24孔板上,并保持60~70%的融合度。

细胞转染使用EZ Trans试剂(Shanghai Life iLab),方法按照制造商给的方案。转染时,每孔中混合表达CasRx或PspCas13b质粒(600ng)、表达sgRNA质粒(300ng),mCherry-Tmc1Bth或mCherry-Tmc1+报告基因。分别用40μL DMEM稀释1μg DNA和3μL EZ转染试剂,将稀释后的EZ转染试剂加入稀释后的DNA溶液中,轻轻混合,室温下孵育15分钟,形成DNA-EZ复合物,然后将DNA-EZ复合物直接添加到每个孔中,来回摇动平板轻轻混合,转染6h后,移除复合物,向细胞中加入0.5mL完全生长培养基。

(四)细胞成像

转染后48h,用尼康TI-E显微镜观察并捕获每个孔的3张图像。ImageJ用于量化mCherry信号的荧光强度。

(五)流式细胞术(FACS)

收集293T细胞并在转染48小时后用流式细胞术检测。mCherry信号通过FCSExpress 5软件(DeNovo软件)在BD LSRFortessa流式细胞仪(BD Biosciences)上立即检测。总共收集了10,000个细胞样本,并使用FlowJo软件对每个样本进行分析。

(六)病毒产量测定

AAV(PHP.eB血清型)病毒载体由和元生物技术(上海)有限公司生产,AAV携带双转基因、U6启动子驱动的靶向Tmc1的sgRNA和CMV启动子驱动的RfxCas13作为治疗载体;除了sgRNA序列被NT序列取代外,对照组AAV的构建与治疗载体一致。采用编码EGFP蛋白的同一血清型AAV检测转导效率。AAV-CasRx+sgRNA3的病毒滴度为3.38×1012vg/mL,AAV-CasRx+NT的病毒滴度为1.73×1012vg/mL。病毒分株被分离成小体积并储存在-80℃,以避免反复冻融循环。

(七)供试小鼠

所有的供试小鼠都被饲养在相同设施中,以12小时的光-暗周期饲养。杂合的贝多芬小鼠(Tmc1Bth/+)由Andrew Griffith博士(特拉维夫大学Sackler医学院人类遗传与分子医学系)赠送。将Tmc1Bth/+小鼠与Tmc1+/+或Tmc1Bth/+C3HeB/FeJ(C3H)背景小鼠(JacksonLaboratories)进行近亲交配繁殖新幼鼠。采用混合蛋白酶-K的裂解液,在55℃下孵育8h,然后在85℃下孵育1h,从尾夹活检标本中提取DNA,使用20μL体系进行PCR,产物测序进行基因型鉴定。

(八)内耳注射

Tmc1Bth/+或野生型P1和P2幼鼠在通过圆窗膜注射1.5μL病毒。幼鼠在冰上麻醉2-3分钟,直到失去意识。麻醉后,在耳后切口暴露耳蜗观察圆窗膜。用玻璃微管将病毒通过圆窗膜缓慢注入右耳蜗。注射后缝合皮肤切口,将幼鼠置于42℃加热垫上进行恢复,幼鼠完全康复后被送回母鼠喂养。

(九)毛细胞电生理学

在P4-P5收集注射Tmc1+/+、Tmc1Bth/Bth或Tmc1Bth的小鼠耳蜗,在含1%胎牛血清的DMEM(1×)培养基中,37℃,5%CO2下培养。全细胞膜片钳记录内毛细胞在P14-P15的表达,在标准的人工外淋巴液中含有(单位:mM):137NaCl、5.8KCl、1.3CaCl2、0.9MgCl2、0.7NaH2PO4、10HEPES和5.6D-葡萄糖,调整pH到7.40,渗透压为~300mmol/kg。从硼硅酸盐玻璃毛细管中提取记录移液管(1B150F-4,世界精密仪器公司,佛罗里达,美国),内部溶液包含(单位:mM):140CsCl、0.1EGTA、1MgCl2、10HEPES、2Mg-ATP和0.3Na-ATP(pH 7.20,渗透压~295mmol/kg)。通过EPC10/2放大器(HEKA,Lambrecht/Pfalz,德国)在PC端Patchmaster(HEKA)驱动下,保持电位为-80mV,使用电压钳记录MET电流。电流信号在2kHz被过滤,在200kHz被数字化。通过一根尖端为~10μm的管,在~15μm远处喷射液流,使毛细胞纤毛束产生偏移。喷射液流由一个压电盘(27毫米直径),施加正弦电压(40Hz,±120V)驱动产生。

(十)目标深度测序数据分析

为了在RNA水平上分析CasRx敲除突变体的序列,从耳蜗中获得了总RNA和cDNA,用引物TMC1-lib-F和TMC1-lib-R扩增目的位点序列(引物序列如表2),PCR产物在2%琼脂糖凝胶上观察,用纯化试剂盒(Qiagen)纯化,在Illumina MiSeq平台上生成150个碱基对。基于野生型序列的存在,对杂合子样本的读取进行分离(5’-ATG CCT CCT GGG GAT GTT CTGTCC CAC C-3’和反补序列5’-GGT GGG ACA GAA CAT CCC CAG GAG GGA CAT-3’)、突变序列(5’-ATGTCC CTC CTG GGGAAG TTC TGT CCC ACC-3’)和它的反补序列(5’-GGTGGGACAGAACTT CCC CAG GAG GGACAT-3’)。

敲除效率计算公式为:

(十一)耳蜗的RT-qPCR

对野生型和杂合子小鼠耳蜗进行解剖,取出的耳蜗组织用TRIzol(Invitrogen)提取总mRNA,并按照制造商的方案,用cDNA合成超混合(YEASEN)对mRNA进行逆转录,1μL RT产物加入RT-qPCR SYBR试剂盒(YEASEN)进行后续的RT-qPCR检测,步骤如下:95℃5min,95℃10s,60℃35s,40个循环。

设计引物q-TMC1-F2和q-TMC1-R2检测Tmc1总表达量。为了检测突变体转录本的表达,设计了正向引物q-TMC1-F4,其3’端是碱基A与突变体序列特异性结合,反向引物q-TMC1-R2(引物序列如表2)。

表2质粒构建、基因分型、深度测序和RT-PCR所用到的引物

(十二)脱靶分析

为了分析跨转录组的脱靶RNA编辑位点,使用RNeasy Plus Miniprep试剂盒(Qiagen)收集来自不同处理样本的总RNA,每个样本取1g RNA作为RNA样品制备的输入材料,测序文库使用RNALibrary Prep Kit for Illumina(NEB,USA),根据制造商的建议,并将索引代码添加到每个样本的属性序列,每个样本至少有500万次读取。使用DESeq2 R包对两组进行差异表达分析。DESeq2提供了统计例程,使用基于负二项分布的模型来确定数字基因表达数据中的差异表达。p值结果采用Benjamini和Hochberg方法进行调整,以控制错误发现率。DESeq2发现的p值>0.05的基因被认为是差异表达。

(十三)听觉测试

使用BioSigRZ系统(塔克-戴维斯技术公司,Alachua,FL,美国)在隔音室中记录了ABRs和DPOAEs。小鼠腹腔注射甲苯噻嗪(10mg/kg)和氯胺酮(100mg/kg)麻醉。刺激由PXI-1042Q底盘上的数字输入/输出卡(美国国家仪器公司PXI-4461)产生,由SA-1扬声器驱动器(Tucker Davis Technologies,Inc.)放大,并由两个静电驱动器(CUI MiniatureDynamics)传送到被研究的耳朵,采用驻极体麦克风(驻极体电容)记录耳道声压,采用植入耳廓(活动电极)、顶点(参考电极)和臀部(接地电极)的皮下针电极收集ABR信号。

声音刺激为持续时间100毫秒的方形脉冲,音调爆发长3毫秒,频率分别为4、8、16、24和32千赫。声级从低于阈值的20分贝提升到90分贝,每5分贝提升一次,电信号平均重复512次。ABR阈值在视觉上被定义为最低声压级(dB SPL),在此任何波都可以被检测到。取各实验组ABR阈值平均值并进行统计分析。第一波振幅定义为第一波峰值与刺激前1ms基线平均值的差值。在与ABR相同的条件下采集并记录DPOAE数据。在2f1-f2产生DPOAEs时,初级音调的频率比为1.2(f2/f1),每对f2/f1的f2级比f1级低10dB SPL。f2级以5dB步从20dB扫到80dB。在每一水平上均采用波形和平均波谱,以提高所记录的耳道声压的信噪比。在每个水平上,从平均波谱和噪声中提取DPOAE在2f1-f2的振幅。根据DPOAE振幅与声级的关系插值出等响应曲线。该阈值被定义为产生高于0dB的DPOAEs所需的f2水平。

(十四)耳蜗的免疫组化

10周龄成年小鼠颈椎脱位处死后,取注射耳蜗和对侧未注射耳蜗的免疫组化。颞骨耳蜗顶部穿孔,4%多聚甲醛灌注,4℃孵育过夜,4℃、10%EDTA脱钙1-3天。PBS对脱钙化的耳蜗切片进行全贴式免疫荧光染色。用1%的Triton X-100渗透组织,用10%的驴血清在4℃条件下封闭12~16小时,然后用一抗兔抗-MYO7A(#25-6790,Proteus BioSciences,,1:800稀释)在4℃条件下孵育过夜,用二抗Cy3偶联驴抗兔IgG(AlexJackson ImmunoResearch711-165-152,1:500稀释)黑暗条件孵育2小时,在室温下用PBS冲洗三次。2周龄小鼠摘取耳蜗,解剖时不脱钙,用一抗鸡抗-EGFP(Abcam,1:1000稀释)检测AAV的转导效率,步骤同上。将标本安装在粘附显微镜载玻片(#188105,Citotest)上,用徕卡TCS SP8显微镜、40×甘油浸没透镜获得共聚焦图像。

(十五)毛细胞计数

采用ImageJ对每个分段z-堆栈的最大强度投影来合并z-堆栈。将MYO7A阳性的IHCs和IHCs在100μm的耳蜗切片上计数,分别在8kHz和16kHz区域,根据指令确定每个区域感知到的近似频率。排列细胞外三排为OHCs,内单排为IHCs。

(十六)扫描电子显微镜观察

将10周龄成年小鼠颈椎脱位处死后,取耳蜗将其打孔,从孔中灌注2.5%戊二醛,4℃下2.5%戊二醛固定过夜,4℃下10%EDTA脱钙处理3-5天,将脱钙化的耳蜗在0.1M PB培养基内分割成小块,将解剖组织放入2.5%戊二醛中,用0.1M PB洗涤3次,在1%锇酸中4℃固定2小时。组织在乙醇梯度中脱水,然后在HCP-2干燥器中干燥2小时,将干燥后的组织贴在样品台上,用IB-3离子溅射仪喷洒3min。用高真空场发射扫描电子显微镜(日立575SU-8010)在2.5kV(低倍率)和10.0kV(高倍率)下获得扫描电镜图像。

(十七)数据统计

所有数据均以标准差均值或SEM均值表示,使用GraphPad Prism(GraphPadPrism,8.0版)对结果进行统计分析,使用学生t检验来确定平均值之间的显著差异,并使用单因素方差分析(ANOVA)或双向方差分析来进行多重比较,显著性水平P<0.05。

二、实验结果例

(一)体外使用CasRx特异性敲除Tmc1Bth转录本

为了筛选最佳sgRNA,构建了两个包含野生型或突变型Tmc1序列的mCherry荧光报告基因,mCherry基因融合在序列的5’末端(图2a)。然后共转染了这些报告基团,PspCas13b或CasRx表达载体,将sgRNA表达载体转染到293T细胞中,转染48h后,RNA编辑系统中断融合RNA的表达,测定细胞的荧光强度,作为RNA敲除效率的指标。如预期的那样,CasRx和PspCas13b导致293T细胞中mCherry的表达显著下降(图3)。当使用CasRx和PspCas13b系统靶向mCherry-Tmc1Bth时,细胞的最低荧光强度比率分别为9.2±0.13%和17.44±0.48%(图2b,c)。进一步,为了比较两种体系的特异性,我们以mCherry-Tmc1+为目标测量了平均荧光强度(图2d),并分析了mCherry-Tmc1Bth和mCherry-Tmc1+mRNA干扰之间的平均荧光强度比。CasRx系统中sgRNA3比值最低,为0.089113(图2d),其mCherry整合密度显著降低82%(图2e),表明Tmc1Bth转录本被高效敲除。综上所述,这些结果表明,CasRx中的sgRNA3是有效敲除Tmc1Bth转录本而不干扰Tmc1+转录本的理想sgRNA。(二)CasRx在体内介导特异性靶向

上述研究结果表明,CasRx系统中的sgRNA3对293T细胞中Tmc1Bth转录本的靶向效率最高,可用于判断AAV-CasRx+sgRNA3在体内是否有效,编码sgRNA3和CasRx的AAV载体Tmc1Bth在Bth小鼠内耳中下调Tmc1Bth转录本,非靶向sgRNA被包装在与对照相同的载体中(图4a)。我们使用了AAV9变种作为递送载体,其是一种更有效的和进一步发展的PHP.eB血清型AAV载体。为了验证AAV-PHP.eB载体将基因导入内毛细胞(IHCs)和外毛细胞(OHCs)的能力,我们通过圆窗膜将AAV-PHP.eB编码的EGFP注入出生后P1-P2的小鼠右内耳。于注射后2周采集耳蜗,并解剖Corti器官进行免疫组化(图4b)。我们在IHCs和OHCs中观察到近100%的病毒转导效率,发现病毒转导效率超过95%,效率由顶圈到底圈逐渐下降(图5),这与我们之前的研究一致。

为了确定CasRx在体内的编辑能力,对全耳蜗组织进行了靶向深度测序。注射AAV-CasRx+sgRNA3的Bth小鼠耳蜗显示,Tmc1Bth转录本占总Tmc1转录本的14.88±9.77%,与未注射的小鼠(52.83±5.33%)和注射AAV-CasRx+NT(对照组AAV,非靶向sgRNA)的小鼠(53.39±4.8%)相比明显减少(图4c和表3)。非注射、AAV-CasRx+NT和AAV-CasRx+sgRNA3的Tmc1Bth与Tmc1+转录本的实际比值分别为1.1397±0.2584、1.1605±0.2183和0.186±0.1457,(图4d),这表明Tmc1Bth基因的敲除效率为70%。

为了进一步对Tmc1Bth表达的分析,使用RT-qPCR在RNA水平上测量基因表达。与未注射耳蜗相比,观察到CasRx表达增加,总Tmc1表达降低(图4e)。RT-qPCR采用一对引物特异性靶向Tmc1Bth cDNA(图4f),结果显示,对照组Tmc1Bth mRNA下降至54.69-10.49%(图4e)。

进一步,为了检测CasRx和sgRNA3对突变体Tmc1位点的特异靶向性,测量了MET电流。Tmc1Bth突变不会影响毛细胞机械转导的敏感性,但Tmc1的敲除会导致MET电流的降低。Tmc1和Tmc2都是MET所必需的,Tmc2在出生后第一周短暂表达,然后在P10从免疫组化的静纤毛中消失,而Tmc1持续表达。因此,为了消除Tmc2对MET电流的贡献,我们使用P15-P16的小鼠耳蜗内毛细胞,测量了Corti体外培养器官内毛细胞在P15-P16等量时的MET电流(图4g)。野生型Tmc+/+小鼠和未注射Tmc1Bth/Bth小鼠顶圈内毛细胞表现出相似的MET电流振幅,而注射AAV-CasRx+sgRNA3的Tmc1Bth/Bth小鼠顶圈内毛细胞的MET电流振幅显著降低(图4h),表明CasRx+sgRNA3可靶向小鼠内耳Tmc1Bth mRNA。上述结果证实了AAV-CasRx+sgRNA3介导的Tmc1Bth转录本在体内的高效和选择性敲除。

表3

Samples Total reads Wt reads Mut reads Mut ratio Background
HE-T-1 628,899 457,113 161,862 0.261500061 0.015780
HE-T-2 693,555 623,612 59,743 0.087426008 0.014707
HE-T-4 646,412 573,649 61,993 0.097528168 0.016661
Het-CT-1 740,710 307,819 421,008 0.577651487 0.016043
Het-CT-2 979,293 425,342 502,410 0.541534807 0.052631
Het-CT-3 1,128,677 571,231 532,729 0.482561868 0.021899
HE-ut-1 1,943,326 781,915 1,123,868 0.589714569 0.019319
HE-ut-2 571,456 283,888 276,354 0.49327612 0.019624
HE-ut-3 801,693 391,520 394,741 0.502048302 0.019249

(三)体内RNA敲除预防进行性听力损失

CasRx破坏了由sgRNA3引导的Tmc1Bth转录本,而不影响Tmc1+转录本,因此获得了预期的治疗效果。当Tmc1Bth转录本被破坏和有害蛋白水平下降时,Bth小鼠的听力得到了保护,而对照组小鼠注射编码非靶向(NT)RNA的AAV后出现了进行性听力损失(图6)。由于Tmc1突变可导致进行性听力丧失,每4周进行一次ABR测试,以测量注射耳蜗的听力功能。我们测量了频率为4、8、16、24和32kHz的纯音ABR,记录在8kHz的ABR波形显示,注入CasRx+sgRNA3比未注入的对照组改善了听力功能(图7a)。在注射后第四周,Bth小鼠注射AAV-CasRx+sgRNA3在所有频率的ABR阈值(在4、8、16、24、32kHz分别为57±9dB、47±11dB、65±8dB、70±8dB和75±7dB)与未注射的对侧耳朵(在4、8、16、24、32kHz分别为77±5dB、67±13dB、78±4dB、78±4dB和82±5dB)相比均较低(图7b)。注射AAV-CasRx+NT后4周Bth小鼠的ABR阈值没有降低(图8a),且AAV-CasRx+sgRNA3和AAV-Cas+NT均对野生型小鼠的听力有影响(图8b)。在注射后8周,双耳的ABR阈值均上升,但治疗耳在低频率的阈值(72±7dB,65±9dB,78±7dB,在4、8、16kHz)相比对侧的耳朵(84±7dB,82±6dB,87±5dB,在4、8、16kHz)仍然较低(图7b)。

进一步进行了clickABR听力测试,发现注射后4周和8周,注射小鼠耳内阈值明显降低,这与纯音ABR结果一致,即注射AAV-CasRx+sgRNA3减缓了Bth小鼠的进行性听力损失(图7c)。在注射后的第4周,与未注射Bth小鼠相比,注射AAV-CasRx+sgRNA3的Bth小鼠在80dB和90dB的clickABR峰一波振幅增加,注射的Bth小鼠一波整体趋于正常(图8c,d)。

我们还测量了DPOAEs来评估OHCs的功能(图7d)。在注射后4和8周,注射AAV-CasRx+sgRNA3的小鼠耳朵在8kHz和16kHz具有更低的DPOAE阈值(65±10dB、71±9dB,8kHz和16kHz,4周;76±5dB和79±3dB,8kHz和16kHz,8周),而未注射耳未测出DPOAE,表现出OHCs功能的缺失。这些结果表明,AAV-CasRx+sgRNA3介导的mRNA敲除能改善听力功能达到8周以上。

(四)CasRx介导的毛细胞和静纤毛束形态的保护

为了确定CasRx和sgRNA3是否能够保护毛细胞和纤毛束形态,我们在10周龄时处死小鼠,进行共聚焦和扫描电镜(SEM)分析。发现Corti器官顶圈(8kHz区域)的OHCs开始丢失,从中圈(16kHz区域)到底圈(32kHz区域)的OHCs丢失更为严重,在底圈(32kHz区域)几乎没有OHCs(图9a)。顶圈IHCs保持完整,中圈IHCs丢失,底圈IHCs完全缺失(图9a)。这些结果与之前的研究结果一致。在耳蜗注射AAV-CasRx+sgRNA3后,IHCs和OHCs的存活率均有提高,在8kHz和16kHz区域,耳蜗每100μm OHCs的数量均有增加(37.0±1.6,39.8±1.6相比于26.2±10.1,22.6±9.1),而在16kHz区域免疫组化数量增加(11.4±2.5相比于1.2±1.3)(图9b)。

然后用扫描电镜观察纤毛束形态。野生型Tmc1+/+小鼠10周龄时OHCs和IHCs排列整齐,而未注射的小鼠出现严重的纤毛紊乱。AAV-CasRx+sgRNA3注射后顶圈IHCs和OHCs形态都保持正常(图9c),且中圈保留了纤毛束(图10)。这些结果与ABR数据显示在较低频率区域(4-8kHz)对听力的保护是一致的。

(五)体内CASRx介导的RNA敲除的脱靶分析

我们对AAV注射后2周收集的耳蜗进行RNA测序。通过小鼠全基因组比对sgRNA30bp序列,筛选出最可能脱靶的10个基因(图11a),并分析注射AAV-CasRx+sgRNA3组(n=3只小鼠)与未注射组(n=3只小鼠)的表达差异。10个基因中有9个基因的RNA表达没有区别,其中一个基因(Gm13492)未检测到(图11b和表4)。尽管如此,RNA表达总体基本没有差异,表明CASRx介导的RNA敲除没有脱靶效应。

表4

结论:

TMC1突变占全球遗传性听力损失病例的4%-8%。在本发明中,我们使用CRISPR-CasRx系统在人遗传性耳聋的Bth小鼠模型中下调了Tmc1Bth mRNA的转录本,但没有下调Tmc1+的转录本(两种转录本之间只有单一的碱基差异)。以毛细胞为靶点采用一种新的、高效的AAV-PHP.eB递送系统将CasRx和sgRNA3递送到Bth小鼠耳蜗,通过提高毛细胞存活和改善纤毛束紊乱,从而保护听觉功能。这些结果表明,CasRx系统可以通过特异性敲除突变体转录本,从而成功改善显性-负效应听力损失。

研究结果表明,CasRx RNA编辑系统显示了很高的敲除效率,将编码外源的Tmc1序列、CasRx和sgRNA的载体共转染到293T细胞中,可使Tmc1Bth mRNA转录本敲除80%以上。CasRx RNA在体内也显示超过70%的RNA敲除率,两个主要因素决定了高效的敲除结果:第一,CasRx是Cas13家族中最小的蛋白,这使得它很容易被包装进一个的AAV中;第二,不同的AAV血清型具有不同的转染效率,几种改进的AAV已经被证实能安全有效地将基因送入内耳。我们之前证明了AAV-PHP.eB载体在体内耳蜗IHCs和OHCs中具有极高的转导效率,它可以将CasRx和sgRNA传递到毛细胞,转导效率超过95%(图5)。

CASRx介导的RNA敲除可改善Bth小鼠的听觉功能。在我们的结果中,我们检测到Bth小鼠的听力在8周时改善了约10-20dB,在12周时仍然可以防止听力损失(数据未显示),表明其听力保护效果与基于Cas9的DNA编辑技术相当。治疗组内耳的IHCs和OHCs数量多于未处理组耳,这与听力改善基本一致。在基底膜底圈,Bth小鼠的静纤毛束紊乱,这阻止了声音的传播,从而在低频时产生更高的ABR阈值。这就解释了为什么虽然有毛细胞存在,但低频时的听觉阈值却很高。结果表明,在底圈部位,注射耳的IHCs和OHCs的纤毛束形态明显好于未注射耳,低频时听力保持良好。此外,注射对照组AAV(AAV-CasRx+NT)并不能改善杂合小鼠的听力(图8a),然后我们在野生型小鼠上注射AAV-CasRx+sgRNA3和对照AAV,发现与未注射的小鼠相比,没有观察到ABR阈值的变化(图8b)。说明AAV-CasRx+sgRNA3特异性地抑制了听力损失,且注射AAV-CasRx+sgRNA3是安全的,不影响正常听力功能。尽管取得了积极的结果,但我们仍然发现,与野生型小鼠相比,注射AAV-CasRx+sgRNA3仍然不能完全恢复听觉功能,特别是在高频区域。在今后的工作中,需要利用更有效的AAV载体来提高靶向效率,以更大程度地恢复听觉功能。

基于CasRx系统的RNA编辑技术在疾病治疗中具有一定的优势。在RNA表达水平上,与RNA干扰敲除相比,CasRx介导的敲除可以显著减少脱靶效应。我们的RNA-seq数据也表明很少脱靶效应。在基因编辑水平上,使用CRISPR系统靶向RNA可以避免永久改变DNA相关的风险。本发明上述研究也比较了CasRx和PspCas13b系统,发现CasRx具有更高的效率(如图2b,c)和特异性(如图2d)。最近的一项研究表明,CasRx没有毒性作用,而PguCas13b和PspCas13b对胚胎发育产生负面影响。这些发现表明,CasRx系统在未来应用于临床治疗时,可能是一种安全、高效的RNA敲除工具。

综上所述,本发明很好应用了CasRx RNA来敲除治疗显性-负效应听力损失,这表明,CasRx在未来治疗人类显性-负效应听力损失方面具有巨大的潜力。

序列表

<110> 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院

<120> 基于CRISPR/CasRx的基因编辑方法及其应用

<141> 2021-08-11

<160> 37

<170> SIPOSequenceListing 1.0

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<212> DNA/RNA

<213> Artificial Sequence

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caaataagtc aaacagggtg ggacagaact 30

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aaataagtca aacagggtgg gacagaactt 30

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aataagtcaa acagggtggg acagaacttc 30

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agtcaaacag ggtgggacag aacttcccca 30

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tcaaacaggg tgggacagaa cttccccagg 30

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caaacagggt gggacagaac ttccccagga 30

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aacagggtgg gacagaactt ccccaggagg 30

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gacggatcgg gagatctccc gatcccctat ggtgcactct cagtacaatc tgctctgatg 60

ccgcatagtt aagccagtat ctgctccctg cttgtgtgtt ggaggtcgct gagtagtgcg 120

cgagcaaaat ttaagctaca acaaggcaag gcttgaccga caattgcatg aagaatctgc 180

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<210> 33

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<213> Artificial Sequence

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ctgatcttca gcatctttta ctttcaccag cgtttctggg tgagcaaaaa caggaaggca 6180

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gcggggcggg gccgcctcgg gccggggagg gctcggggga ggggcgcggc ggcccccgga 1380

gcgccggcgg ctgtcgaggc gcggcgagcc gcagccattg ccttttatgg taatcgtgcg 1440

agagggcgca gggacttcct ttgtcccaaa tctgtgcgga gccgaaatct gggaggcgcc 1500

gccgcacccc ctctagcggg cgcggggcga agcggtgcgg cgccggcagg aaggaaatgg 1560

gcggggaggg ccttcgtgcg tcgccgcgcc gccgtcccct tctccctctc cagcctcggg 1620

gctgtccgcg gggggacggc tgccttcggg ggggacgggg cagggcgggg ttcggcttct 1680

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aattcgccgc caccatgcct aaaaagaaaa gaaaggtggg ttctggtatg gagaagaaga 1860

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tgaccacatt tgctgaggga agcgacgcca ggctggagaa gatcgtggag ggcgatagca 1980

tcagatccgt gaacgaggga gaggctttca gcgccgagat ggctgacaag aacgctggct 2040

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cactgtacac cggaccagtg cagcaggaca tgctgggact gaaggagaca ctggagaaga 2160

ggtacttcgg cgagtccgcc gacggaaacg ataacatctg catccaggtc atccacaaca 2220

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acatctccgg cctggacaag gatatcatcg gcttcggaaa gttttctacc gtgtacacat 2340

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ggaagaacca caaggtgttc gattctatca gaaccaaggt gtacacaatg atggactttg 2940

tgatctacag gtactacatc gaggaggatg ccaaggtggc cgctgccaac aagagcctgc 3000

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ttaacgacga tcagaaggac gctctgtact acgatgaggc caacaggatc tggagaaagc 3120

tggagaacat catgcacaac atcaaggagt tccggggaaa caagacccgc gagtacaaga 3180

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ccacactgat caacaagttc gacaacatcc agtcttttct gaaagtgatg cctctgatcg 3360

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tcgtgctggg acggatcgcc gatatccaga agaagcaggg ccagaacgga aagaaccaga 3780

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acatcaacct gaagaagctg gaggagaagg gctttagctc cgtgaccaag ctgtgcgctg 4140

gaatcgacga gacagccccc gacaagagga aggatgtgga gaaggagatg gccgagagag 4200

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agtactccga tgagaagaag gccgaggagt tcaccaggca gatcaacaga gagaaggcca 4320

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tgctgcgcat cgataacaag acctgtacac tgttccggaa caaggctgtg cacctggagg 4440

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tgtaccacta catcatgcag aggatcatca tgaacgagag atacgagaag tctagcggca 4560

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ccctgttcga ccgcaacgag gctgccaagt ttgataagga gaagaagaag gtgagcggca 4740

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gcctgctgaa gcaggctgga gacgtggagg agaaccctgg acctatgcat atggtgagca 4860

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acaactacaa cagccacaac gtctatatca tggccgacaa gcagaagaac ggcatcaagg 5340

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cccagtccgc cctgagcaaa gaccccaacg agaagcgcga tcacatggtc ctgctggagt 5520

tcgtgaccgc cgccgggatc actctcggca tggacgagct gtacaagtaa acgctagcta 5580

gaatcaacct ctggattaca aaatttgtga aagattgact ggtattctta actatgttgc 5640

tccttttacg ctatgtggat acgctgcttt aatgcctttg tatcatgcta ttgcttcccg 5700

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tattgccacg gcggaactca tcgccgcctg ccttgcccgc tgctggacag gggctcggct 5940

gttgggcact gacaattccg tggtgttgtc ggggaaatca tcgtcctttc cttggctgct 6000

cgcctgtgtt gccacctgga ttctgcgcgg gacgtccttc tgctacgtcc cttcggccct 6060

caatccagcg gaccttcctt cccgcggcct gctgccggct ctgcggcctc ttccgcgtct 6120

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tcgcattgtc tgagtaggtg tcattctatt ctggggggtg gggtggggca ggacagcaag 6360

ggggaggatt gggaagacaa tagcaggcat gctggggata actttaaata attggcatta 6420

tttaaagtta acgcgtacaa gtttgtacaa aaaagctgaa cgagaaacgt aaaatgatat 6480

aaatatcaat atattaaatt agattttgca taaaaaacag actacataat actgtaaaac 6540

acaacatatc cagtcactat gctgcattaa tgaatcggcc aacgcgcggg gagaggcggt 6600

ttgcgtattg ggcgctcttc cgcttcctcg ctcactgact cgctgcgctc ggtcgttcgg 6660

ctgcggcgag cggtatcagc tcactcaaag gcggtaatac ggttatccac agaatcaggg 6720

gataacgcag gaaagaacat gtgagcaaaa ggccagcaaa aggccaggaa ccgtaaaaag 6780

gccgcgttgc tggcgttttt ccataggctc cgcccccctg acgagcatca caaaaatcga 6840

cgctcaagtc agaggtggcg aaacccgaca ggactataaa gataccaggc gtttccccct 6900

ggaagctccc tcgtgcgctc tcctgttccg accctgccgc ttaccggata cctgtccgcc 6960

tttctccctt cgggaagcgt ggcgctttct catagctcac gctgtaggta tctcagttcg 7020

gtgtaggtcg ttcgctccaa gctgggctgt gtgcacgaac cccccgttca gcccgaccgc 7080

tgcgccttat ccggtaacta tcgtcttgag tccaacccgg taagacacga cttatcgcca 7140

ctggcagcag ccactggtaa caggattagc agagcgaggt atgtaggcgg tgctacagag 7200

ttcttgaagt ggtggcctaa ctacggctac actagaagaa cagtatttgg tatctgcgct 7260

ctgctgaagc cagttacctt cggaaaaaga gttggtagct cttgatccgg caaacaaacc 7320

accgctggta gcggtggttt ttttgtttgc aagcagcaga ttacgcgcag aaaaaaagga 7380

tctcaagaag atcctttgat cttttctacg gggtctgacg ctcagtggaa cgaaaactca 7440

cgttaaggga ttttggtcat gagattatca aaaaggatct tcacctagat ccttttaaat 7500

taaaaatgaa gttttaaatc aatctaaagt atatatgagt aaacttggtc tgacagttac 7560

caatgcttaa tcagtgaggc acctatctca gcgatctgtc tatttcgttc atccatagtt 7620

gcctgactcc ccgtcgtgta gataactacg atacgggagg gcttaccatc tggccccagt 7680

gctgcaatga taccgcgaga cccacgctca ccggctccag atttatcagc aataaaccag 7740

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tccggttccc aacgatcaag gcgagttaca tgatccccca tgttgtgcaa aaaagcggtt 7980

agctccttcg gtcctccgat cgttgtcaga agtaagttgg ccgcagtgtt atcactcatg 8040

gttatggcag cactgcataa ttctcttact gtcatgccat ccgtaagatg cttttctgtg 8100

actggtgagt actcaaccaa gtcattctga gaatagtgta tgcggcgacc gagttgctct 8160

tgcccggcgt caatacggga taataccgcg ccacatagca gaactttaaa agtgctcatc 8220

attggaaaac gttcttcggg gcgaaaactc tcaaggatct taccgctgtt gagatccagt 8280

tcgatgtaac ccactcgtgc acccaactga tcttcagcat cttttacttt caccagcgtt 8340

tctgggtgag caaaaacagg aaggcaaaat gccgcaaaaa agggaataag ggcgacacgg 8400

aaatgttgaa tactcatact cttccttttt caatattatt gaagcattta tcagggttat 8460

tgtctcatga gcggatacat atttgaatgt atttagaaaa ataaacaaat aggggttccg 8520

cgcacatttc cccgaaaagt gccacctgac gtctaagaaa ccattattat catgacatta 8580

acctataaaa atcaaataat gattttattt tgactgatag tgacctgttc gttgcaacaa 8640

attgatgagc aatgcttttt tataatgcca actttgtaca aaaaagcagg ctgtcgacga 8700

tgtaggtcac ggtctcgaag ccgcggtgcg ggtgccaggg cgtgcccttg ggctccccgg 8760

gcgcgtactc cacctcaccc atctggtcca tcatgatgaa cgggtcgagg tggcggtagt 8820

tgatcccggc 8830

<210> 35

<211> 8478

<212> DNA/RNA

<213> Artificial Sequence

<400> 35

gaacgcgcgg cgcaccggga agccctcgcc ctcgaaaccg ctgggcgcgg tggtcacggt 60

gagcacggga cgtgcgacgg cgtcggcggg tgcggatacg cggggcagcg tcagcgggtt 120

ctcgacggtc acggcgggca tgcggccgca taacttacgg taaatggccc gcctggctga 180

ccgcccaacg acccccgccc attgacgtca ataatgacgt atgttcccat agtaacgcca 240

atagggactt tccattgacg tcaatgggtg gagtatttac ggtaaactgc ccacttggca 300

gtacatcaag tgtatcatat gccaagtacg ccccctattg acgtcaatga cggtaaatgg 360

cccgcctggc attatgccca gtacatgacc ttatgggact ttcctacttg gcagtacatc 420

tacgtattag tcatcgctat taccatggtc gaggtgagcc ccacgttctg cttcactctc 480

cccatctccc ccccctcccc acccccaatt ttgtatttat ttatttttta attattttgt 540

gcagcgatgg gggcgggggg gggggggggg cgcgcgccag gcggggcggg gcggggcgag 600

gggcggggcg gggcgaggcg gagaggtgcg gcggcagcca atcagagcgg cgcgctccga 660

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cggggcgtgg cgcggggctc gccgtgccgg gcggggggtg gcggcaggtg ggggtgccgg 1320

gcggggcggg gccgcctcgg gccggggagg gctcggggga ggggcgcggc ggcccccgga 1380

gcgccggcgg ctgtcgaggc gcggcgagcc gcagccattg ccttttatgg taatcgtgcg 1440

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<210> 36

<211> 4995

<212> DNA/RNA

<213> Artificial Sequence

<400> 36

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<210> 37

<211> 4814

<212> DNA/RNA

<213> Artificial Sequence

<400> 37

ggtaccgatt agtgaacgga tctcgacggt atcgatcacg agactagcct cgagcggccg 60

cccccttcac cgagggccta tttcccatga ttccttcata tttgcatata cgatacaagg 120

ctgttagaga gataattgga attaatttga ctgtaaacac aaagatatta gtacaaaata 180

cgtgacgtag aaagtaataa tttcttgggt agtttgcagt tttaaaatta tgttttaaaa 240

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tcagcgtgtc cggcgagggc gagggcgatg ccacctacgg caagctgacc ctgaagttca 1260

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ccatcggcga cggccccgtg ctgctgcccg acaaccacta cctgagcacc cagtccgccc 1740

tgagcaaaga ccccaacgag aagcgcgatc acatggtcct gctggagttc gtgaccgccg 1800

ccgggatcac tctcggcatg gacgagctgt acaagtaagt acctttaaga ccaatgactt 1860

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gacatgataa gatacattga tgagtttgga caaaccacaa ctagaatgca gtgaaaaaaa 1980

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taccggatac ctgtccgcct ttctcccttc gggaagcgtg gcgctttctc aatgctcacg 2520

ctgtaggtat ctcagttcgg tgtaggtcgt tcgctccaag ctgggctgtg tgcacgaacc 2580

ccccgttcag cccgaccgct gcgccttatc cggtaactat cgtcttgagt ccaacccggt 2640

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tgtaggcggt gctacagagt tcttgaagtg gtggcctaac tacggctaca ctagaaggac 2760

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tacgcgcaga aaaaaaggat ctcaagaaga tcctttgatc ttttctacgg ggtctgacgc 2940

tcagtggaac gaaaactcac gttaagggat tttggtcatg agattatcaa aaaggatctt 3000

cacctagatc cttttaaatt aaaaatgaag ttttaaatca atctaaagta tatatgagta 3060

aacttggtct gacagttacc aatgcttaat cagtgaggca cctatctcag cgatctgtct 3120

atttcgttca tccatagttg cctgactccc cgtcgtgtag ataactacga tacgggaggg 3180

cttaccatct ggccccagtg ctgcaatgat accgcgggac ccacgctcac cggctccaga 3240

tttatcagca ataaaccagc cagccggaag ggccgagcgc agaagtggtc ctgcaacttt 3300

atccgcctcc atccagtcta ttaattgttg ccgggaagct agagtaagta gttcgccagt 3360

taatagtttg cgcaacgttg ttgccattgc tacaggcatc gtggtgtcac gctcgtcgtt 3420

tggtatggct tcattcagct ccggttccca acgatcaagg cgagttacat gatcccccat 3480

gttgtgcaaa aaagcggtta gctccttcgg tcctccgatc gttgtcagaa gtaagttggc 3540

cgcagtgtta tcactcatgg ttatggcagc actgcataat tctcttactg tcatgccatc 3600

cgtaagatgc ttttctgtga ctggtgagta ctcaaccaag tcattctgag aatagtgtat 3660

gcggcgaccg agttgctctt gcccggcgtc aatacgggat aataccgcgc cacatagcag 3720

aactttaaaa gtgctcatca ttggaaaacg ttcttcgggg cgaaaactct caaggatctt 3780

accgctgttg agatccagtt cgatgtaacc cactcgtgca cccaactgat cttcagcatc 3840

ttttactttc accagcgttt ctgggtgagc aaaaacagga aggcaaaatg ccgcaaaaaa 3900

gggaataagg gcgacacgga aatgttgaat actcatactc ttcctttttc aatattattg 3960

aagcatttat cagggttatt gtctcatgag cggatacata tttgaatgta tttagaaaaa 4020

taaacaaata ggggttccgc gcacatttcc ccgaaaagtg ccacctgacg cgccctgtag 4080

cggcgcatta agcgcggcgg gtgtggtggt tacgcgcagc gtgaccgcta cacttgccag 4140

cgccctagcg cccgctcctt tcgctttctt cccttccttt ctcgccacgt tcgccggctt 4200

tccccgtcaa gctctaaatc gggggctccc tttagggttc cgatttagtg ctttacggca 4260

cctcgacccc aaaaaacttg attagggtga tggttcacgt agtgggccat cgccctgata 4320

gacggttttt cgccctttga cgttggagtc cacgttcttt aatagtggac tcttgttcca 4380

aactggaaca acactcaacc ctatctcggt ctattctttt gatttataag ggattttgcc 4440

gatttcggcc tattggttaa aaaatgagct gatttaacaa aaatttaacg cgaattttaa 4500

caaaatatta acgtttacaa tttcccattc gccattcagg ctgcgcaact gttgggaagg 4560

gcgatcggtg cgggcctctt cgctattacg ccagcccaag ctaccatgat aagtaagtaa 4620

tattaaggta cgggaggtac ttggagcggc cgcaataaaa tatctttatt ttcattacat 4680

ctgtgtgttg gttttttgtg tgaatcgata gtactaacat acgctctcca tcaaaacaaa 4740

acgaaacaaa acaaactagc aaaataggct gtccccagtg caagtgcagg tgccagaaca 4800

tttctctatc gata 4814

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