5’UTR序列的优化方法、优化5’UTR序列及应用
本发明提供了一种5’UTR序列的优化方法、优化5’UTR序列及应用。其中，提高核糖体载量的5’UTR序列的优化方法包括：将5’UTR序列中部分的原有序列替换为优化序列，优化序列包括长度为5个碱基的第一基序、长度为7个碱基的第二基序或长度为9个碱基的第三基序；优化序列的基序中心为腺嘌呤或尿嘧啶，基序中心是优化序列的字符串正中间的碱基位置；利用第一、第二或第三基序进行的优化方法包括：将mRNA起始密码子AUG的5’端的第‑44~‑40等位置组成的原有序列替换为第一基序、第二基序或第三基序。能够解决现有技术中难以通过改进5’UTR提高核糖体载量的问题，适用于表达系统优化领域。
发明专利
CN202310754523.4
2023-06-26
CN116497032A
2023-07-28
C12N15/113(2010.01)
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江苏;32
1.一种提高核糖体载量的5’UTR序列的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括： 将5’UTR序列中部分的原有序列替换为优化序列，所述优化序列包括长度为5个碱基的第一基序、长度为7个碱基的第二基序或长度为9个碱基的第三基序； 所述优化序列的基序中心为腺嘌呤或尿嘧啶，所述基序中心是所述优化序列的字符串正中间的碱基位置； 利用所述第一基序进行的所述优化方法包括： 将mRNA起始密码子AUG的5’端的第-44 ~ -40、-41 ~ -37、-32 ~ -28、-29 ~ -25、-23~ -19、-20 ~ -16、-17 ~ -13、-14 ~ -10、-13 ~ -9、-11 ~ -7、-10 ~ -6、-9 ~ -5、-8 ~ -4、-7 ~ -3、-6 ~ -2、-5 ~ -1、-4 ~ 0或-3 ~ 1位置组成的所述原有序列替换为所述第一基序； 利用所述第二基序进行的所述优化方法包括： 将所述mRNA起始密码子AUG的5’端的第-42 ~ -36、-30 ~ -24、-24 ~ -18、-21 ~ -15、-18 ~ -12、-15 ~ -9、-12 ~ -6、-11 ~ -5、-10 ~ -4、-9 ~ -3、-8 ~ -2、-7 ~ -1、-6 ~0、-5 ~ 1或-4 ~ 2位置组成的所述原有序列替换为所述第二基序； 利用所述第三基序进行的所述优化方法包括： 将所述mRNA起始密码子AUG的5’端的第-31 ~ -23、-19 ~ -11、-16 ~ -8、-12 ~ -4、-11 ~ -3、-10 ~ -2、-9 ~ -1、-8 ~ 0、-7 ~ 1、-6 ~ 2或-5 ~ 3位置组成的所述原有序列替换为所述第三基序。 2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，利用所述第一基序进行的所述优化方法包括： 将mRNA起始密码子AUG的5’端的第-44 ~ -40、-41 ~ -37、-32 ~ -28、-29 ~ -25、-23~ -19、-20 ~ -16、-17 ~ -13、-14 ~ -10、-13 ~ -9、-11 ~ -7、-10 ~ -6、-9 ~ -5、-8 ~ -4、-7 ~ -3、-6 ~ -2、-5 ~ -1、-4 ~ 0或-3 ~ 1位置组成的所述原有序列分别替换为AAAG[AG]、GAAG[AG]、[AG]AAG[AG]、[CG]AAG[AG]、[AG]AAG[AG]、G[AU]AG[AG]、[AG]AAG[AG]、[AG]AAG[AG]、ANAGG、AAAG[AG]、GAAGA、A[AG]A[AG][AG]、[AG]AA[AG]A、AAA[AG]A、AAA[AG]A、AAAG[AC]、AA[AU][AC]A或AAAAU。 3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述原有序列分别为AAUG[AG]、GAUG[AG]、GAUG[AG]、[CG]AUG[AG]、[AG]AUG[AG]、GAUG[AG]、[AG]AUG[AG]、[AG]AUGG、AGUGG、[AG]AUG[AG]、GAUG[AG]、[AG][AG]UGG、G[AG]UG[AG]、A[AG]UGG、[AG][AG]UGG、GAUG[AG]、A[AU][GU]GN或AG[GU]NN 。 4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，利用所述第二基序进行的所述优化方法包括： 将mRNA起始密码子AUG的5’端的第-42 ~ -36、-30 ~ -24、-24 ~ -18、-21 ~ -15、-18~ -12、-15 ~ -9、-12 ~ -6、-11 ~ -5、-10 ~ -4、-9 ~ -3、-8 ~ -2、-7 ~ -1、-6 ~ 0、-5 ~1或-4 ~ 2位置组成的所述原有序列分别替换为AGAAG[AG][AG]、[AC][CG]AAG[AG][ACG]、A[AG]AAG[AG][AG]、[AG]G[AU]AG[AG]A、[AC][AG]AAG[AG]A、A[AG]AAG[AG][AG]、AAAAG[AG][AG]、GGAAGAA、AA[AG]A[AG][AG]A、A[AG]AA[AG]AA、[AG]AAA[AG]AA、AAAA[AG]A[AC]、AAAAA[AC]A、AAA[AU][AC]AU或AAAAAUG。 5.根据权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述原有序列分别为GGAUG[AG]G、C[CG]AUG[AG][CG]、A[AG]AUG[AG]G、GGAUG[AG]G、[AC][AG]AUG[AG][AG]、G[AG]AUGGG、N[AG]AUG[AG]G、GGAUG[AG]G、A[AG][AG]UGGA、NG[AG]UG[AG]A、[AG]A[AG]UGGA、A[AG][AG]UGGA、AGAUG[AG]N、[AG]A[AU][GU]GNN或AAG[GU]NNN。 6.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，利用所述第三基序进行的所述优化方法包括： 将mRNA起始密码子AUG的5’端的第-31 ~ -23、-19 ~ -11、-16 ~ -8、-12 ~ -4、-11 ~-3、-10 ~ -2、-9 ~ -1、-8 ~ 0、-7 ~ 1、-6 ~ 2或-5 ~ 3位置组成的所述原有序列分别替换为[AG][AC][CG]AAG[AG][ACG][AG]、A[AC][AG]AAG[AG]A[AG]、AA[AG]AAG[AG][AG][AG]、[AC]GGAAGAAA、[AG]AA[AG]A[AG][AG]AA、AA[AG]AA[AG]AAA、A[AG]AAA[AG]AA[AC]、[AG]AAAA[AG]A[AC]A、AAAAAA[AC]AU、AAAA[AU][AC]AUG或AAAAAAUGN。 7.根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于，所述原有序列分别为[AG]C[CG]AUG[AG][CG][AG]、A[AC][AG]AUG[AG][AG]G、[AG]G[AG]AUGGGG、CGGAUG[AG]G[AG]、GA[AG][AG]UGGAG、ANG[AG]UG[AG]AA、A[AG]A[AG]UGGAA、[AG]A[AG][AG]UGGAN、AAGAUG[AG]NN、A[AG]A[AU][GU]GNNN或[AG]AAG[GU]NNNN。 8.一种5’UTR序列，其特征在于，所述5’UTR序列包括优化序列，所述优化序列包括长度为5个碱基的第一基序、长度为7个碱基的第二基序或长度为9个碱基的第三基序； 所述优化序列的基序中心为腺嘌呤或尿嘧啶，所述基序中心是所述优化序列的字符串正中间的碱基位置； 所述第一基序位于mRNA起始密码子AUG的5’端的第-44 ~ -40、-41 ~ -37、-32 ~ -28、-29 ~ -25、-23 ~ -19、-20 ~ -16、-17 ~ -13、-14 ~ -10、-13 ~ -9、-11 ~ -7、-10 ~-6、-9 ~ -5、-8 ~ -4、-7 ~ -3、-6 ~ -2、-5 ~ -1、-4 ~ 0或-3 ~ 1位置，分别为AAAG[AG]、GAAG[AG]、[AG]AAG[AG]、[CG]AAG[AG]、[AG]AAG[AG]、G[AU]AG[AG]、[AG]AAG[AG]、[AG]AAG[AG]、ANAGG、AAAG[AG]、GAAGA、A[AG]A[AG][AG]、[AG]AA[AG]A、AAA[AG]A、AAA[AG]A、AAAG[AC]、AA[AU][AC]A或AAAAU；或 所述第二基序位于所述mRNA起始密码子AUG的5’端的第-42 ~ -36、-30 ~ -24、-24 ~-18、-21 ~ -15、-18 ~ -12、-15 ~ -9、-12 ~ -6、-11 ~ -5、-10 ~ -4、-9 ~ -3、-8 ~ -2、-7 ~ -1、-6 ~ 0、-5 ~ 1或-4 ~ 2位置，分别为AGAAG[AG][AG]、[AC][CG]AAG[AG][ACG]、A[AG]AAG[AG][AG]、[AG]G[AU]AG[AG]A、[AC][AG]AAG[AG]A、A[AG]AAG[AG][AG]、AAAAG[AG][AG]、GGAAGAA、AA[AG]A[AG][AG]A、A[AG]AA[AG]AA、[AG]AAA[AG]AA、AAAA[AG]A[AC]、AAAAA[AC]A、AAA[AU][AC]AU或AAAAAUG；或 所述第三基序位于在所述mRNA起始密码子AUG的5’端的第-31 ~ -23、-19 ~ -11、-16~ -8、-12 ~ -4、-11 ~ -3、-10 ~ -2、-9 ~ -1、-8 ~ 0、-7 ~ 1、-6 ~ 2或-5 ~ 3位置，分别为[AG][AC][CG]AAG[AG][ACG][AG]、A[AC][AG]AAG[AG]A[AG]、AA[AG]AAG[AG][AG][AG]、[AC]GGAAGAAA、[AG]AA[AG]A[AG][AG]AA、AA[AG]AA[AG]AAA、A[AG]AAA[AG]AA[AC]、[AG]AAAA[AG]A[AC]A、AAAAAA[AC]AU、AAAA[AU][AC]AUG或AAAAAAUGN。 9.一种5’UTR序列基序，其特征在于，所述5’UTR序列基序包括在5’UTR序列中mRNA起始密码子AUG的5’端的 第-44 ~ -40位置的AAAG[AG]；或 第-41 ~ -37位置的GAAG[AG]；或 第-32 ~ -28位置的[AG]AAG[AG]；或 第-29 ~ -25位置的[CG]AAG[AG]；或 第-23 ~ -19位置的[AG]AAG[AG]；或 第-20 ~ -16位置的G[AU]AG[AG]；或 第-17 ~ -13位置的[AG]AAG[AG]；或 第-14 ~ -10位置的[AG]AAG[AG]；或 第-13 ~ -9位置的ANAGG；或 第-11 ~ -7位置的AAAG[AG]；或 第-10 ~ -6位置的GAAGA；或 第-9 ~ -5位置的A[AG]A[AG][AG]；或 第-8 ~ -4位置的[AG]AA[AG]A；或 第-7 ~ -3位置的AAA[AG]A；或 第-6 ~ -2位置的AAA[AG]A；或 第-5 ~ -1位置的AAAG[AC]；或 第-4 ~ 0位置的AA[AU][AC]A；或 第-3 ~ 1位置的AAAAU；或 第-42 ~ -36位置的AGAAG[AG][AG]；或 第-30 ~ -24位置的[AC][CG]AAG[AG][ACG]；或 第-24 ~ -18位置的A[AG]AAG[AG][AG]；或 第-21 ~ -15位置的[AG]G[AU]AG[AG]A；或 第-18 ~ -12位置的[AC][AG]AAG[AG]A；或 第-15 ~ -9位置的A[AG]AAG[AG][AG]；或 第-12 ~ -6位置的AAAAG[AG][AG]；或 第-11 ~ -5位置的GGAAGAA；或 第-10 ~ -4位置的AA[AG]A[AG][AG]A；或 第-9 ~ -3位置的A[AG]AA[AG]AA；或 第-8 ~ -2位置的[AG]AAA[AG]AA；或 第-7 ~ -1位置的AAAA[AG]A[AC]；或 第-6 ~ 0位置的AAAAA[AC]A；或 第-5 ~ 1位置的AAA[AU][AC]AU；或 第-4 ~ 2位置的AAAAAUG；或 第-31 ~ -23位置的[AG][AC][CG]AAG[AG][ACG][AG]；或 第-19 ~ -11位置的A[AC][AG]AAG[AG]A[AG]；或 第-16 ~ -8位置的AA[AG]AAG[AG][AG][AG]；或 第-12 ~ -4位置的[AC]GGAAGAAA；或 第-11 ~ -3位置的[AG]AA[AG]A[AG][AG]AA；或 第-10 ~ -2位置的AA[AG]AA[AG]AAA；或 第-9 ~ -1位置的A[AG]AAA[AG]AA[AC]；或 第-8 ~ 0位置的[AG]AAAA[AG]A[AC]A；或 第-7 ~ 1位置的AAAAAA[AC]AU；或 第-6 ~ 2位置的AAAA[AU][AC]AUG；或 第-5 ~ 3位置的AAAAAAUGN。 10.权利要求1-7中任一项所述的优化方法、权利要求8所述的优化5’UTR序列或权利要求9所述的5’UTR序列基序在优化5’UTR序列和/或提高核糖体载量中的应用。