[go: up one dir, main page]

RU2779300C1 - Method for enhancing targeted editing of the cxcr4 gene in human cd4 lymphocytes in order to create cell resistance to hiv-1 - Google Patents

Method for enhancing targeted editing of the cxcr4 gene in human cd4 lymphocytes in order to create cell resistance to hiv-1 Download PDF

Info

Publication number
RU2779300C1
RU2779300C1 RU2021131499A RU2021131499A RU2779300C1 RU 2779300 C1 RU2779300 C1 RU 2779300C1 RU 2021131499 A RU2021131499 A RU 2021131499A RU 2021131499 A RU2021131499 A RU 2021131499A RU 2779300 C1 RU2779300 C1 RU 2779300C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seq
sequence
cas9
cell
donor dna
Prior art date
Application number
RU2021131499A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александра Констанция Юрьевна Масленникова
Наталия Андреевна Круглова
Дмитрий Вячеславович Мазуров
Дмитрий Сергеевич Комков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2779300C1 publication Critical patent/RU2779300C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of biochemistry, in particular to donor DNA for the delivery of a protective peptide from gp41 MT-C34. Methods for delivery of a protective peptide from gp41 MT-C34 are also disclosed.
EFFECT: invention makes it possible to effectively edit the CXCR4 gene in CD4 lymphocytes.
3 cl, 4 dwg, 2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к областям молекулярной биологии, вирусологии и клеточной технологии. Изобретение потенциально может быть использовано для лечения ВИЧ.The invention relates to the fields of molecular biology, virology and cell technology. The invention can potentially be used to treat HIV.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства Науки и Высшего образования Российской Федерации в рамках Соглашения №075-15-2019-1661 от 31.10.2019 и при финансовой поддержке РФФИ по соглашению 18-29-07052.The work was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under Agreement No. 075-15-2019-1661 of October 31, 2019 and with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research under agreement 18-29-07052.

Уровень техникиState of the art

Ранее нашей лабораторией была разработана технология создания Т-клеточной устойчивости к ВИЧ-1 на основе генетически-кодируемых GPI-заякоренных пептидов из gp41, заявка на патент 2020142800 от 24.12.2020. Технология представляет собой генетическую конструкцию, включающую последовательность GPI-заякоренного белка CD52, между двумя частями которого (сигналом экспорта белка и сигналом GPI-заякоривания) вставлен один из защитных пептидов из оболочечного белка ВИЧ-1 gp41, а также способы доставки генетической конструкции на мембрану клетки с помощью системы геномного редактирования CRISPR/Cas9.Previously, our laboratory developed a technology for creating T-cell resistance to HIV-1 based on genetically encoded GPI-anchored peptides from gp41, patent application 2020142800 dated 12/24/2020. The technology is a genetic construct that includes the sequence of the GPI-anchored CD52 protein, between two parts of which (the protein export signal and the GPI-anchoring signal) one of the protective peptides from the HIV-1 gp41 envelope protein is inserted, as well as methods for delivering the genetic construct to the cell membrane using the CRISPR/Cas9 genomic editing system.

Система геномного редактирования CRISPR/Cas9 является относительно новой технологией, развитием которой занимается большое количество исследовательских групп по всему миру. Технология обладает большим потенциалом и широким спектром возможностей для лечения ВИЧ инфекции. Несмотря на существенные достижения в этой области, увеличение эффективности вносимых с помощью системы CRISPR/Cas9 терапевтических последовательностей является важной задачей, которую необходимо решить для эффективного применения технологии в клинике.The CRISPR/Cas9 genomic editing system is a relatively new technology that is being developed by a large number of research groups around the world. The technology has great potential and a wide range of possibilities for the treatment of HIV infection. Despite significant advances in this area, increasing the efficiency of therapeutic sequences introduced using the CRISPR/Cas9 system is an important task that must be solved for the effective application of the technology in the clinic.

Для достижения этой цели ведутся исследования в области усиления гомологичной рекомбинации (HDR) путем различных модификаций донорной ДНК. Было показано, что удлинение плеч гомологии приводит к увеличению эффективности HDR (Tsunekawa Y, Terhune RK, Fujita I, Shitamukai A, Suetsugu T, Matsuzaki F. Developing a de novo targeted knock-in method based on in utero electroporation into the mammalian brain. Development. 2016;143(17):3216-3222. doi:10.1242/dev.136325; Kurihara T, Kouyama-Suzuki E, Satoga M, et al. DNA repair protein RAD51 enhances the CRISPR/Cas9-mediated knock-in efficiency in brain neurons. Biochem Biophys Res Commun. 2020;524(3):621-628. doi:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.01.132) в пирамидальных нейронах мыши. Несколько исследований показали, что использование плазмидной ДНК в качестве донора позволяет увеличить эффективность HDR (Sung JJ, Park C-Y, Leem JW, Cho MS, Kim D-W. Restoration of FVIII expression by targeted gene insertion in the FVIII locus in hemophilia A patient-derived iPSCs. Exp Mol Med. 2019;51(4):1-9. doi:10.1038/s12276-019-0243-1; Liu J-T, Corbett JL, Heslop JA, Duncan SA. Enhanced genome editing in human iPSCs with CRISPR-CAS9 by co-targeting ATP1a1. PeerJ. 2020;8:e9060. doi:10.7717/peerj.9060). Увеличения эффективности HDR удалось добиться путем модификации донорной ДНК введением в нее полноразмерных (Yao X, Wang X, Hu X, et al. Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9. Cell Res. 2017;27(6):801-814. doi:10.1038/cr.2017.76; Yao X, Wang X, Liu J, Shi L, Huang P, Yang H. CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy. J Vis Exp. 2018;(133):56844. doi:10.3791/56844) или укороченных сайтов распознавания гидовой РНК (гРНК) (Nguyen DN, Roth TL, Li PJ, et al. Polymer-stabilized Cas9 nanoparticles and modified repair templates increase genome editing efficiency. Nat Biotechnol. 2020;38(1):44-49. doi:10.1038/s41587-019-0325-6).To achieve this goal, research is underway in the field of enhancement of homologous recombination (HDR) by various modifications of donor DNA. It has been shown that elongation of the homology arms leads to an increase in HDR efficiency (Tsunekawa Y, Terhune RK, Fujita I, Shitamukai A, Suetsugu T, Matsuzaki F. Developing a de novo targeted knock-in method based on in utero electroporation into the mammalian brain. Kurihara T, Kouyama-Suzuki E, Satoga M, et al., DNA repair protein RAD51 enhances the CRISPR/Cas9-mediated knock-in efficiency. in brain neurons Biochem Biophys Res Commun 2020;524(3):621-628 doi:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.01.132) in mouse pyramidal neurons. Several studies have shown that the use of plasmid DNA as a donor can increase HDR efficiency (Sung JJ, Park C-Y, Leem JW, Cho MS, Kim D-W. Restoration of FVIII expression by targeted gene insertion in the FVIII locus in hemophilia A patient-derived iPSCs Exp Mol Med. 2019;51(4):1-9 doi:10.1038/s12276-019-0243-1; Liu J-T, Corbett JL, Heslop JA, Duncan SA. by co-targeting ATP1a1. Peer J. 2020; 8:e9060. doi:10.7717/peerj.9060). An increase in HDR efficiency was achieved by modifying donor DNA by introducing full-length DNA into it (Yao X, Wang X, Hu X, et al. Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9. Cell Res. 2017;27(6): Yao X, Wang X, Liu J, Shi L, Huang P, Yang H. CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy. J Vis Exp. 2018;(133):56844. doi:10.3791/56844) or truncated guide RNA (gRNA) recognition sites (Nguyen DN, Roth TL, Li PJ, et al. Polymer-stabilized Cas9 nanoparticles and modified repair templates increase genome editing efficiency Nat Biotechnol 2020;38(1):44-49 doi:10.1038/s41587-019-0325-6).

Другим подходом к решению этой задачи является модификация Cas9. Показано, что увеличение в Cas9 числа сигналов ядерной локализации (NLS) позволяют улучшить эффективность доставки конструкции в ядро, что приводит к повышению уровня редактирования (Torres-Ruiz R, Martinez-Lage M, Martin MC, et al., Efficient Recreation of t(11;22) EWSR1-FLI1(+) in Human Stem Cells Using CRISPR/Cas9. Stem cell reports. 2017;8(5):1408-1420. doi:10.1016/j.stemcr.2017.04.014; Maggio I, Zittersteijn HA, Wang Q, et al., Integrating gene delivery and gene-editing technologies by adenoviral vector transfer of optimized CRISPR-Cas9 components. Gene Ther. 2020;27(5):209-225. doi:10.1038/s41434-019-0119-y).Another approach to solving this problem is to modify Cas9. It has been shown that an increase in the number of nuclear localization signals (NLS) in Cas9 can improve the efficiency of construct delivery to the nucleus, which leads to an increase in the level of editing (Torres-Ruiz R, Martinez-Lage M, Martin MC, et al., Efficient Recreation of t( 11;22) EWSR1-FLI1(+) in Human Stem Cells Using CRISPR/Cas9 Stem cell reports 2017;8(5):1408-1420 doi:10.1016/j.stemcr.2017.04.014; Maggio I, Zittersteijn HA, Wang Q, et al., Integrating gene delivery and gene-editing technologies by adenoviral vector transfer of optimized CRISPR-Cas9 components, Gene Ther 2020;27(5):209-225 doi:10.1038/s41434-019- 0119-y).

Эффективным способом доставки донорной ДНК конструкции в ядро является добавление к ней фрагмента энхансера из промотора вируса SV40, так называемого DTS (DNA nuclear transporting sequence). Присоединение фрагмента повышает транспорт плазмид в ядро in vivo (Dean DA, Dean BS, Muller S, Smith LC. Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp Cell Res. 1999;253(2):713-722. doi:10.1006/excr.1999.4716). Это объясняется тем, что DTS SV40 имеет сайты посадки нескольких транскрипционных факторов, экспрессирующихся и работающих практически по всех типах клеток. В качестве эффективной доставки плазмидной ДНК в ядро была отдельно использована последовательность сайта посадки NFkB (Mesika A, Grigoreva I, Zohar M, Reich Z. A Regulated, NFκB-Assisted Import of Plasmid DNA into Mammalian Cell Nuclei. Mol Ther. 2001;3(5):653-657. doi:https://doi.org/10.1006/mthe.2001.0312).An efficient way to deliver a donor DNA construct to the nucleus is to add to it an enhancer fragment from the SV40 virus promoter, the so-called DTS (DNA nuclear transporting sequence). Fragment addition enhances plasmid nuclear import in vivo (Dean DA, Dean BS, Muller S, Smith LC. Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp Cell Res. 1999;253(2):713-722. doi:10.1006/excr. 1999.4716). This is explained by the fact that DTS SV40 has landing sites for several transcription factors that are expressed and work in almost all cell types. The NFkB landing site sequence (Mesika A, Grigoreva I, Zohar M, Reich Z. A Regulated, NFκB-Assisted Import of Plasmid DNA into Mammalian Cell Nuclei. Mol Ther. 2001;3( 5):653-657 doi:https://doi.org/10.1006/mthe.2001.0312).

Применение сайта DTS в донорной конструкции упоминается только в одной работе, посвященной получению нокина в зиготах крыс (Remy S, Chenouard V, Tesson L, et al. Generation of gene-edited rats by delivery of CRISPR/Cas9 protein and donor DNA into intact zygotes using electroporation. Sci Rep. 2017;7(1):16554. doi:10.1038/s41598-017-16328-y). Однако авторам не удалось добиться увеличения уровня нокина, что возможно связано с очень большим (4kb) размером донорной конструкции.The use of the DTS site in the donor construct is mentioned only in one work devoted to the production of knockin in rat zygotes (Remy S, Chenouard V, Tesson L, et al. Generation of gene-edited rats by delivery of CRISPR/Cas9 protein and donor DNA into intact zygotes using electroporation Sci Rep. 2017;7(1):16554.doi:10.1038/s41598-017-16328-y). However, the authors failed to achieve an increase in the knockin level, which may be due to the very large (4 kb) size of the donor construct.

Описанные методы применялись с целью разработки эффективных методов лечения различных генетических заболеваний, однако не применялись для создания клеток, резистентных к ВИЧ.The described methods have been used to develop effective treatments for various genetic diseases, but have not been used to create HIV-resistant cells.

Патентуемый способ является существенным усовершенствованием созданной ранее системы, позволяющий вносить в геном Т-клеток конструкцию, придающую им устойчивость к ВИЧ с большей эффективностью.The patented method is a significant improvement of the previously created system, which makes it possible to introduce into the genome of T-cells a construct that makes them resistant to HIV with greater efficiency.

Техническая задача - усовершенствование технологии создания Т-клеточной устойчивости к ВИЧ-1 на основе генетически-кодируемых GPI-заякоренных пептидов из gp41 - решается за счет создания эффективной технологии направленного редактирования гена CXCR4 в CD4-лимфоцитах. Технический результат - повышение эффективности внесения защитной конструкции и повышение устойчивости клеток к ВИЧ.The technical problem - improving the technology for creating T-cell resistance to HIV-1 based on genetically encoded GPI-anchored peptides from gp41 - is solved by creating an effective technology for targeted editing of the CXCR4 gene in CD4 lymphocytes. The technical result is an increase in the efficiency of introducing a protective structure and an increase in the resistance of cells to HIV.

Внесенные усовершенствования позволили добиться значительного увеличения эффективности внесения защитной конструкции, что является ключевым фактором для потенциальной возможности применения технологии для терапии ВИЧ. При этом преимущества изначальной технологии, а именно, экономичность наработки донорной ДНК и совместимость технологии с разными системами редактирования генома на основе CRISPR/Cas9 и других, позволяющая легко адаптировать ее к последним разработкам в этой области, были сохранены.The improvements made have made it possible to achieve a significant increase in the effectiveness of the introduction of a protective structure, which is a key factor for the potential use of technology for HIV therapy. At the same time, the advantages of the original technology, namely, the cost-effectiveness of donor DNA production and the compatibility of the technology with various genome editing systems based on CRISPR/Cas9 and others, which makes it easy to adapt it to the latest developments in this area, were retained.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Настоящее изобретение представляет собой существенное усовершенствование разработанной нами ранее технологии создания Т-клеточной устойчивости к ВИЧ-1 на основе генетически-кодируемых GPI-заякоренных пептидов из gp41, при которой защитный пептид из gp41 доставляется на поверхность плазматической мембраны клетки - мишени за счет внесения кодирующей его нуклеотидной последовательности в геном с помощью CRISPR/Cas9 в составе генетической конструкции, представляющей собой белок CD52, между двумя частями которого (сигналом экспорта белка и сигналом GPI-заякоревания) встроен целевой пептид.The present invention represents a significant improvement of our previously developed technology for creating T-cell resistance to HIV-1 based on genetically encoded GPI-anchored peptides from gp41, in which the protective peptide from gp41 is delivered to the surface of the plasma membrane of the target cell by introducing its encoding nucleotide sequence into the genome using CRISPR/Cas9 as part of a genetic construct, which is the CD52 protein, between the two parts of which (the protein export signal and the GPI anchoring signal) the target peptide is inserted.

Увеличение эффективности внесения целевой конструкции было достигнуто путем следующих модификаций донорной ДНК: 1. Донорная ДНК вносится в клетку в контексте плазмидной ДНК. 2. Плечи гомологии увеличены приблизительно со 100 до 500 нуклеотидов. 3. Окружающие последовательность целевой конструкции сайты гРНК и DTS увеличивают эффективность доставки донорной ДНК к целевому месту в геноме.An increase in the efficiency of introduction of the target construct was achieved by the following modifications of the donor DNA: 1. Donor DNA is introduced into the cell in the context of plasmid DNA. 2. Arms of homology increased from approximately 100 to 500 nucleotides. 3. Surrounding the sequence of the target construct, gRNA and DTS sites increase the efficiency of donor DNA delivery to the target site in the genome.

Для осуществления изобретения в клетки вводится два компонента: плазмида, кодирующая нуклеазу Cas9 и гРНК, в последовательности которой есть несколько сайтов NLS (pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2) и плазмида, кодирующая донорную ДНК. Гидовая РНК направляет Cas9 на определенное место в геноме. Донорная ДНК содержит целевую генетическую конструкцию, фланкированную плечами гомологии, на концах которых расположены сайт посадки Cas9 (протоспейсер X4ex2) и сайт связывания транскрипционных факторов DTS, увеличивающие эффективность доставки донорной ДНК к месту редактирования, и служит матрицей для гомологичной рекомбинации.To implement the invention, two components are introduced into cells: a plasmid encoding Cas9 nuclease and gRNA, in the sequence of which there are several NLS sites (pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2) and a plasmid encoding donor DNA. Guide RNA directs Cas9 to a specific location in the genome. The donor DNA contains the target genetic construct flanked by homology arms, at the ends of which are the Cas9 landing site (X4ex2 protospacer) and the DTS transcription factor binding site, which increase the efficiency of donor DNA delivery to the editing site, and serves as a template for homologous recombination.

В альтернативном варианте осуществления изобретения плазмида, кодирующая нуклеазу Cas9 и гРНК заменена рибонуклеопротеиновым комплексом (RNP), включающим рекомбинантный белок Cas9 в комплексе с гРНК, полученной путем транскрипции in vitro.In an alternative embodiment of the invention, the plasmid encoding the Cas9 nuclease and gRNA is replaced by a ribonucleoprotein complex (RNP) comprising recombinant Cas9 protein complexed with gRNA obtained by in vitro transcription.

Настоящее изобретение предлагает способы эффективной доставки целевой генетической конструкции на мембрану клетки.The present invention provides methods for efficiently delivering a target genetic construct to a cell membrane.

Целевая генетическая конструкция, закодированная в донорной ДНК, представляет собой последовательность GPI-заякоренного белка CD52, между сигналом экспорта и сигналом мембранного заякоревания которого находится последовательность, кодирующая защитный пептид из gp41 - MT-C34. SEQ ID NO: 1 является сигналом экспорта белка. SEQ ID NO:2 служит сигналом для мембранного заякоривания конструкции. Последовательность, кодирующая защитный пептид из gp41 МТ-С34 - SEQ ID NO: 3. Такая конструкция доставляет пептид на поверхность клетки в специфическую зону - липидный рафт, где локализуются рецептор CD4 и корецепторы CCR5 и CXCR4, распознаваемые ВИЧ и используемые им для проникновения в клетку (фиг. 1). Пептид, экспонируемый на поверхности клетки, взаимодействует с N-концевым гептадным повтором gp41 вирусного белка слияния, и препятствует образованию шестиспирального пучка, защищая таким образом клетку от проникновения ВИЧ.The target genetic construct encoded in the donor DNA is the sequence of the GPI-anchored protein CD52, between the export signal and the membrane anchoring signal of which is the sequence encoding the protective peptide from gp41, MT-C34. SEQ ID NO: 1 is a protein export signal. SEQ ID NO:2 serves as a signal for membrane anchoring of the construct. The sequence encoding the protective peptide from gp41 MT-C34 - SEQ ID NO: 3. This design delivers the peptide to the cell surface in a specific zone - the lipid raft, where the CD4 receptor and co-receptors CCR5 and CXCR4 are localized, recognized by HIV and used by it to enter the cell (Fig. 1). The peptide exposed on the cell surface interacts with the N-terminal gp41 heptad repeat of the viral fusion protein and prevents the formation of a six-stranded bundle, thus protecting the cell from HIV penetration.

Донорная ДНК представлена следующей последовательностью: протоспейсер X4ex2 (SEQ ID NO: 4), 5’-плечо гомологии (SEQ ID NO: 5), последовательность Р2А, позволяющая рибосоме пропускать образование ковалентной связи между глицином и пролином, иначе говоря, позволяющей получить с одной РНК раздельную трансляцию пептида и белка CXCR4 (SEQ ID NO: 6), сигнал экспорта белка (SEQ ID NO: 1), последовательность, кодирующая защитный пептид из gp41 МТ-С34 (SEQ ID NO: 3), сигнал для мембранного заякоривания (SEQ ID NO: 2), последовательность полиаденилирования (SEQ ID NO: 7), 3’-плечо гомологии (SEQ ID NO: 8), последовательность DTS (SEQ ID NO: 9), как показано на фигуре 2 А. Донорная ДНК вносится в клетку в контексте коммерческого вектора для клонирования pJet (Thermo scientific США).Donor DNA is represented by the following sequence: X4ex2 protospacer (SEQ ID NO: 4), 5' homology arm (SEQ ID NO: 5), P2A sequence, which allows the ribosome to skip the formation of a covalent bond between glycine and proline, in other words, allows to obtain from one RNA separate translation of CXCR4 peptide and protein (SEQ ID NO: 6), protein export signal (SEQ ID NO: 1), sequence encoding protective peptide from gp41 MT-C34 (SEQ ID NO: 3), signal for membrane anchoring (SEQ ID NO: 2), polyadenylation sequence (SEQ ID NO: 7), 3'-arm homology (SEQ ID NO: 8), DTS sequence (SEQ ID NO: 9) as shown in Figure 2 A. Donor DNA is introduced into cell in the context of the pJet commercial cloning vector (Thermo scientific USA).

Наибольшей эффективность обладает гРНК, направляющая Cas9 на второй экзон, CXCR4 (SEQ ID NO: 10).The most efficient gRNA directing Cas9 to the second exon, CXCR4 (SEQ ID NO: 10).

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фигура 1. Схема расположения защитного пептида на поверхности клеточной мембраны.Figure 1. Scheme of the location of the protective peptide on the surface of the cell membrane.

Фигура 2. Схемы последовательностей, используемых в качестве донорных ДНК для внесения целевых мутаций: А - патентуемая технология; Б - изначальная технология.Figure 2. Schemes of sequences used as donor DNA to introduce target mutations: A - patented technology; B - original technology.

Фигура 3. Сравнение эффективности внесения нокина изначальным и модифицированным методами в клеточную линию CEM/R5: А - Сравнение эффективности внесения нокина конструкции в геном клеток CEM-R5 с использованием изначальной конструкции донорной ДНК (X4) и с использованием модифицированной донорной ДНК (sg-X4-DTS). Б - Увеличение эффективности внесения нокина при использовании плазмиды pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 по сравнению с Cas9 дикого типа. * - p <0,05 ** - p <0,01 по t-критерию Стьюдента.Figure 3. Comparison of the efficiency of introducing knockin by the original and modified methods into the CEM/R5 cell line: A - Comparison of the efficiency of introducing the knockin construct into the genome of CEM-R5 cells using the original donor DNA construct (X4) and using the modified donor DNA (sg-X4 -DTS). B - Increase in the efficiency of introducing knockin when using the plasmid pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 compared to wild-type Cas9. * - p <0.05 ** - p <0.01 by Student's t-test.

Фигура 4. Инфекционный тест на межклеточную инфекцию от Raji к CD4+MT-С34 А - Люциферазная активность клеток с нокином конструкции (MT-C34+), контрольных клеток (MT-C34-) и клеточной линии Raji. Б - данные содержание вирусного белка Gag в среде через три дня после инфицирования ВИЧ-1 CD4+ лимфоцитов без (MT-C34-) и с (МТ-С34+) нокина конструкции. Данные получены с помощью ИФА на р24.Figure 4. Raji to CD4+ MT-C34 intracellular infection test A - Luciferase activity of construct knockin cells (MT-C34+), control cells (MT-C34-) and the Raji cell line. B - data on the content of the viral Gag protein in the medium three days after infection with HIV-1 CD4+ lymphocytes without (MT-C34-) and with (MT-C34+) knockin constructs. Data obtained by ELISA for p24.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Пример 1. Получение клеточной линии, несущей целевую конструкцию с последующей оценкой эффективности методаExample 1. Obtaining a cell line carrying the target construct, followed by evaluation of the effectiveness of the method

На основе клеточной линии CD4+ лимфобластов CEM-CCRF (CEM) была получена сублиния клеток CEM/R5, чувствительных к инфицированию ВИЧ-1 разной тропности за счет экспрессии молекул CD4, CCR5 и CXCR4, одна из которых была привнесена путем лентивирусной трансдукции CCR5-экспрессирующей конструкции.Based on the CEM-CCRF (CEM) CD4+ lymphoblast cell line, a subline of CEM/R5 cells was obtained that are susceptible to infection with HIV-1 of different tropism due to the expression of CD4, CCR5, and CXCR4 molecules, one of which was introduced by lentiviral transduction of a CCR5-expressing construct. .

На основе этой сублинии путем внесения нокина были получены клеточные линии, несущие целевые конструкции с пептидом. Для этого использовали электропорацию с помощью прибора Neon Thermo Fisher в режиме, рекомендуемом производителем.Based on this subline, by introducing a knockin, cell lines carrying the target constructs with the peptide were obtained. For this, electroporation was used using a Neon Thermo Fisher device in the mode recommended by the manufacturer.

Смесь для электропорации 1 млн клеток включала следующие компоненты:The mixture for electroporation of 1 million cells included the following components:

- 4 мкг pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 - плазмида, кодирующая Cas9 дикого типа, флюоресцентный белок BFP и гРНК;- 4 μg pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 - plasmid encoding wild-type Cas9, BFP fluorescent protein and gRNA;

- 6 мкг матрица-донор в контексте коммерческого вектора pJet (Thermo scientific США), описанная выше (фиг. 2А);- 6 μg donor template in the context of the commercial vector pJet (Thermo scientific USA) described above (Fig. 2A);

- коммерческий буфер R до 110 мкл.- commercial buffer R up to 110 µl.

Описанным способом была получена клеточная линия CEM/R5/MT-С34-new с пептидом в контексте GPI-заякоренного белка CD52. Сортировка клеток с целевой конструкцией проводилась путем иммунофлюоресцентного окрашивания. В качестве первичных антител были использованы антитела к пептиду МТ-С34, полученные в нашей лаборатории; в качестве вторичных антител использовались антитела, коньюгированные с флюоресцентной меткой Alexa546. Выделение клеток с целевой конструкцией проводилось методом FACS - сортировки до достижения чистоты культуры не менее 98%.The cell line CEM/R5/MT-C34-new with the peptide in the context of the GPI-anchored CD52 protein was obtained by the described method. Sorting of cells with the target construct was carried out by immunofluorescent staining. Antibodies to the MT-C34 peptide obtained in our laboratory were used as primary antibodies; antibodies conjugated with the Alexa546 fluorescent label were used as secondary antibodies. Isolation of cells with the target construct was carried out by FACS - sorting to achieve a culture purity of at least 98%.

С помощью RNP была получена клеточная линия CEM/R5/MT-С34-RNP-new путем электропорации клеток CEM/R5. Смесь для электропорации 1 млн клеток включала:Using RNP, the CEM/R5/MT-C34-RNP-new cell line was obtained by electroporation of CEM/R5 cells. The mixture for electroporation of 1 million cells included:

- комплекс RNP;- RNP complex;

- матрица-донор в контексте коммерческого вектора pJet, описанная выше (фиг. 2А);- donor template in the context of the commercial pJet vector described above (FIG. 2A);

- коммерческий буфер R до 110 мкл;- commercial buffer R up to 110 µl;

Использовался режим, рекомендованный Neon Thermo Fisher.The mode recommended by Neon Thermo Fisher was used.

Для сравнения эффективности внесения нокина модифицируемым и модифицированным методом была проведена электропорация клеток CEM/R5. Смесь для электропорации 1 млн клеток включала следующие компоненты:To compare the effectiveness of introducing knockin by the modified and modified methods, electroporation of CEM/R5 cells was performed. The mixture for electroporation of 1 million cells included the following components:

- 3 мкг pcDNA3.3-hCas9 (Addgene #41815) - плазмида, кодирующая Cas9 дикого типа;- 3 µg pcDNA3.3-hCas9 (Addgene #41815) - plasmid encoding wild-type Cas9;

- 1 мкг вектор pKS gRNA BB, экспрессирующий гРНК, в состав которого включена гРНК SEQ ID NO: 4;- 1 μg vector pKS gRNA BB expressing gRNA, which included gRNA SEQ ID NO: 4;

- 1 мкг матрица-донор, полученный путем амплификации ПЦР, и представляющий собой последовательность, описанную на фигуре 2 Б;- 1 μg donor template obtained by PCR amplification, and representing the sequence described in figure 2B;

- коммерческий буфер R до 110 мкл- commercial buffer R up to 110 µl

Использовался режим, рекомендованный Neon Thermo Fisher.The mode recommended by Neon Thermo Fisher was used.

На третий день после электропорации было проведено окрашивание как описано выше. Установлено, что модифицированный способ значительно эффективнее модифицируемого. Результаты получены путем проведения трех независимых экспериментов и представлены на фигурах 3А и Б.On the third day after electroporation, staining was carried out as described above. It has been established that the modified method is much more efficient than the modified one. The results are obtained by conducting three independent experiments and are presented in figures 3A and B.

Пример 2. Внесение целевой конструкции в CD4-лимфоциты человека с последующей оценкой эффективности работы конструкцииExample 2. Introduction of the target construct into human CD4 lymphocytes with subsequent evaluation of the efficiency of the construct

Первичные клетки PBMC выделялись из донорской крови. Для этого в стерильных условиях донорская кровь смешивалась с PBS в соотношении 1:1, после чего наслаивалась на раствор фиколла (ПанЭко). Полученная двухфазная смесь центрифугировалась 40 минут с центробежным ускорением 400 g с минимальным ускорением и торможением. В результате эритроцитарная масса оседала на дно пробирки, а целевые клетки образовывали слой на поверхности фиколла. PBMC отбирались и отмывались PBS. Полученная клеточная масса инкубировалась в течении 10 минут в буфере для лизиса эритроцитов (Nh4Cl 155mM, KHCO3 10mM, EDTA 0,1 mM, pH=7.3) и отмывалась в PBS.Primary PBMCs were isolated from donated blood. To do this, under sterile conditions, donor blood was mixed with PBS in a ratio of 1:1, after which it was layered on a ficoll solution (PanEco). The resulting two-phase mixture was centrifuged for 40 minutes at a centrifugal acceleration of 400 g with minimal acceleration and deceleration. As a result, the erythrocyte mass settled to the bottom of the tube, and the target cells formed a layer on the ficoll surface. PBMC were selected and washed with PBS. The resulting cell mass was incubated for 10 minutes in erythrocyte lysis buffer (Nh4Cl 155mM, KHCO3 10mM, EDTA 0.1 mM, pH=7.3) and washed in PBS.

Выделение CD4-лимфоцитов проводилась с помощью набора Dynabeads Untouched Kit (Invitrogen, США) следуя инструкции производителя. После выделения клетки активировали CD2/CD3/CD28 магнитными шариками (Miltenyi Biotec, Германия) согласно инструкции производителя и инкубировали с добавлением 100 ед/мл рекомбинантного человеческого интерлейкина-2 (Ронтолейкин, Биотех, Россия). На 3 день после активации клетки электропорировали с помощью прибора Neon Thermo Fisher в режиме 1,600 V, 10 ms x 3.Isolation of CD4 lymphocytes was performed using the Dynabeads Untouched Kit (Invitrogen, USA) following the manufacturer's instructions. After isolation, the cells were activated with CD2/CD3/CD28 magnetic beads (Miltenyi Biotec, Germany) according to the manufacturer's instructions and incubated with the addition of 100 U/ml of recombinant human interleukin-2 (Rontoleykin, Biotech, Russia). On day 3 after activation, cells were electroporated using a Neon Thermo Fisher instrument at 1,600 V, 10 ms x 3.

Смесь для электропорации 2 млн клеток включала следующие компоненты:The mixture for electroporation of 2 million cells included the following components:

- 4 мкг pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 - плазмида, кодирующая белок Cas9 дикого типа, флюоресцентный белок BFP и гРНК;- 4 µg pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 - plasmid encoding wild-type Cas9 protein, BFP fluorescent protein and gRNA;

- 6 мкг матрица-донор в контексте коммерческого вектора pJet, описанная выше (фиг. 2)- 6 μg donor template in the context of the commercial pJet vector described above (Fig. 2)

- коммерческий буфер R до 110 мкл- commercial buffer R up to 110 µl

Описанным способом была получена популяция CD+ лимфоцитов с нокином целевой конструкции (CD4+MT-С34) с пептидом MT-C34 в контексте CD52. Сортировка клеток с целевой конструкцией проводилась путем иммунофлюоресцентного окрашивания. В качестве первичных антител были использованы антитела к пептиду МТ-С34, полученные в нашей лаборатории; в качестве вторичных антител использовались антитела, коньюгированные с флюоресцентной меткой Alexa546. Выделение клеток с целевой конструкцией проводилось методом FACS - сортировки.Using the described method, a population of CD+ lymphocytes was obtained with a knockin of the target construct (CD4+MT-C34) with the MT-C34 peptide in the context of CD52. Sorting of cells with the target construct was carried out by immunofluorescent staining. Antibodies to the MT-C34 peptide obtained in our laboratory were used as primary antibodies; antibodies conjugated with the Alexa546 fluorescent label were used as secondary antibodies. Isolation of cells with the target construct was carried out by FACS - sorting.

Для исследования эффективности работы внесенной в клетки генетической конструкции были проведены инфекционные тесты на межклеточную передачу с вирусом ВИЧ, псевдотипированным белком Env штамма ZM135.To study the effectiveness of the genetic construct introduced into the cells, infectious tests for intercellular transmission were carried out with the HIV virus pseudotyped with the Env protein of the ZM135 strain.

Для этого клетки Raji электропорировали с помощью прибора Neon Thermo Fisher, используя рекомендуемый производителем режим. Смесь для электропорации включала плазмиды pUCHR-inLuc-mR, pCMV-d8.2R и энвелопом ZM135. Через 6 часов электропорированные клетки смешивали с тестируемыми клетками CD4+MT-С34 в соотношении 3:1. Проведенные инфекционные тесты показали, что конструкция эффективно защищает первичные клетки от проникновения ВИЧ-1. Результаты представлены на фигуре 4.To do this, Raji cells were electroporated using a Neon Thermo Fisher instrument using the manufacturer's recommended regimen. The electroporation mixture included plasmids pUCHR-inLuc-mR, pCMV-d8.2R and envelop ZM135. After 6 hours, the electroporated cells were mixed with test CD4+MT-C34 cells in a ratio of 3:1. Conducted infection tests showed that the construct effectively protects primary cells from HIV-1 penetration. The results are presented in figure 4.

Изобретение потенциально может быть использовано для терапии ВИЧ.The invention can potentially be used for HIV therapy.

Цитируемая литератураCited Literature

1. Tsunekawa Y, Terhune RK, Fujita I, Shitamukai A, Suetsugu T, Matsuzaki F. Developing a de novo targeted knock-in method based on in utero electroporation into the mammalian brain. Development. 2016;143(17):3216-3222. doi:10.1242/dev.1363251. Tsunekawa Y, Terhune RK, Fujita I, Shitamukai A, Suetsugu T, Matsuzaki F. Developing a de novo targeted knock-in method based on in utero electroporation into the mammalian brain. Development. 2016;143(17):3216-3222. doi:10.1242/dev.136325

2. Kurihara T, Kouyama-Suzuki E, Satoga M, et al., DNA repair protein RAD51 enhances the CRISPR/Cas9-mediated knock-in efficiency in brain neurons. Biochem Biophys Res Commun. 2020;524(3):621-628. doi:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.01.1322. Kurihara T, Kouyama-Suzuki E, Satoga M, et al., DNA repair protein RAD51 enhances the CRISPR/Cas9-mediated knock-in efficiency in brain neurons. Biochem Biophys Res Commun. 2020;524(3):621-628. doi:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.01.132

3. Sung JJ, Park C-Y, Leem JW, Cho MS, Kim D-W. Restoration of FVIII expression by targeted gene insertion in the FVIII locus in hemophilia A patient-derived iPSCs. Exp Mol Med. 2019;51(4):1-9. doi:10.1038/s12276-019-0243-13. Sung JJ, Park C-Y, Leem JW, Cho MS, Kim D-W. Restoration of FVIII expression by targeted gene insertion in the FVIII locus in hemophilia A patient-derived iPSCs. Exp Mol Med. 2019;51(4):1-9. doi:10.1038/s12276-019-0243-1

4. Liu J-T, Corbett JL, Heslop JA, Duncan SA. Enhanced genome editing in human iPSCs with CRISPR-CAS9 by co-targeting ATP1a1. PeerJ. 2020;8:e9060. doi:10.7717/peerj.90604. Liu J-T, Corbett JL, Heslop JA, Duncan SA. Enhanced genome editing in human iPSCs with CRISPR-CAS9 by co-targeting ATP1a1. PeerJ. 2020;8:e9060. doi:10.7717/peerj.9060

5. Yao X, Wang X, Hu X, et al. Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9. Cell Res. 2017;27(6):801-814. doi:10.1038/cr.2017.765. Yao X, Wang X, Hu X, et al. Homology-mediated end joining-based targeted integration using CRISPR/Cas9. Cell Res. 2017;27(6):801-814. doi:10.1038/cr.2017.76

6. Yao X, Wang X, Liu J, Shi L, Huang P, Yang H. CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy. J Vis Exp. 2018;(133):56844. doi:10.3791/568446. Yao X, Wang X, Liu J, Shi L, Huang P, Yang H. CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy. J Vis Exp. 2018;(133):56844. doi:10.3791/56844

7. Nguyen DN, Roth TL, Li PJ, et al. Polymer-stabilized Cas9 nanoparticles and modified repair templates increase genome editing efficiency. Nat Biotechnol. 2020;38(1):44-49. doi:10.1038/s41587-019-0325-67. Nguyen DN, Roth TL, Li PJ, et al. Polymer-stabilized Cas9 nanoparticles and modified repair templates increase genome editing efficiency. Nat Biotechnol. 2020;38(1):44-49. doi:10.1038/s41587-019-0325-6

8. Torres-Ruiz R, Martinez-Lage M, Martin MC, et al., Efficient Recreation of t(11;22) EWSR1-FLI1(+) in Human Stem Cells Using CRISPR/Cas9. Stem cell reports. 2017;8(5):1408-1420. doi:10.1016/j.stemcr.2017.04.0148. Torres-Ruiz R, Martinez-Lage M, Martin MC, et al., Efficient Recreation of t(11;22) EWSR1-FLI1(+) in Human Stem Cells Using CRISPR/Cas9. Stem cell reports. 2017;8(5):1408-1420. doi:10.1016/j.stemcr.2017.04.014

9. Maggio I, Zittersteijn HA, Wang Q, et al., Integrating gene delivery and gene-editing technologies by adenoviral vector transfer of optimized CRISPR-Cas9 components. Gene Ther. 2020;27(5):209-225. doi:10.1038/s41434-019-0119-y9. Maggio I, Zittersteijn HA, Wang Q, et al., Integrating gene delivery and gene-editing technologies by adenoviral vector transfer of optimized CRISPR-Cas9 components. Gene Ther. 2020;27(5):209-225. doi:10.1038/s41434-019-0119-y

10. Dean DA, Dean BS, Muller S, Smith LC. Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp Cell Res. 1999;253(2):713-722. doi:10.1006/excr.1999.471610. Dean DA, Dean BS, Muller S, Smith LC. Sequence requirements for plasmid nuclear import. Exp Cell Res. 1999;253(2):713-722. doi:10.1006/excr.1999.4716

11. Mesika A, Grigoreva I, Zohar M, Reich Z. A Regulated, NFκB-Assisted Import of Plasmid DNA into Mammalian Cell Nuclei. Mol Ther. 2001;3(5):653-657. doi:https://doi.org/10.1006/mthe.2001.031211. Mesika A, Grigoreva I, Zohar M, Reich Z. A Regulated, NFκB-Assisted Import of Plasmid DNA into Mammalian Cell Nuclei. Mol Ther. 2001;3(5):653-657. doi:https://doi.org/10.1006/mthe.2001.0312

12. Remy S, Chenouard V, Tesson L, et al., Generation of gene-edited rats by delivery of CRISPR/Cas9 protein and donor DNA into intact zygotes using electroporation. Sci Rep. 2017;7(1):16554. doi:10.1038/s41598-017-16328-y/.12. Remy S, Chenouard V, Tesson L, et al., Generation of gene-edited rats by delivery of CRISPR/Cas9 protein and donor DNA into intact zygotes using electroporation. sci rep. 2017;7(1):16554. doi:10.1038/s41598-017-16328-y/.

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙSEQUENCE LIST

<110> Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена <110> Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Gene Biology

Российской академии наук (Institute of Gene Biology Russian Academy of Sciences)Russian Academy of Sciences (Institute of Gene Biology Russian Academy of Sciences)

<120> Способ усиления направленного редактирования гена CXCR4 в CD4-лимфоцитах <120> Method for enhancing targeted editing of CXCR4 gene in CD4 lymphocytes

человека в целях создания резистентности клеток к ВИЧ-1human in order to create cell resistance to HIV-1

<160> 10<160> 10

<210> 1<210> 1

<211> 69<211> 69

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 1<400> 1

aag cgc ttc ctc ttc ctc cta ctc acc atc agc ctc ctg gtt atg gta cag ata caa act 60aag cgc ttc ctc ttc ctc cta ctc acc atc agc ctc ctg gtt atg gta cag ata caa act 60

gga ctc tca 69gga ctc tca 69

<210> 2<210> 2

<211> 81<211> 81

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 2<400> 2

tca gca tcc agc aac ata agc gga ggc att ttc ctt ttc ttc gtg gcc aat gcc ata atc 60tca gca tcc agc aac ata agc gga ggc att ttc ctt ttc ttc gtg gcc aat gcc ata atc 60

cac ctc ttc tgc ttc agt tga 81cac ctc ttc tgc ttc agt tga 81

<210> 3<210> 3

<211> 108<211> 108

<212> ДНК МТ-С34<212> MT-C34 DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 3<400> 3

atg acc tgg atg gag tgg gac cgg gag atc aat aac tac acc tca ctg atc cac agc ctg 60atg acc tgg atg gag tgg gac cgg gag atc aat aac tac acc tca ctg atc cac agc ctg 60

atc gag gag tcc cag aac cag cag gag aag aac gag cag gag ctc ctg 108atc gag gag tcc cag aac cag cag gag aag aac gag cag gag ctc ctg 108

<210> 4<210> 4

<211> 24<211> 24

<212> ДНК <212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 4<400> 4

cacttcagat aactacaccg agg 24cacttcagat aactacaccg agg 24

<210> 5<210> 5

<211> 546<211> 546

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 5<400> 5

ttt gcg ctt tag gag aat gag tct ttg caa cgc ccc cgc cct ccc ccc gtg atc ctc cct 60ttt gcg ctt tag gag aat gag tct ttg caa cgc ccc cgc cct ccc ccc gtg atc ctc cct 60

tct ccc ctc ttc cct ccc tgg gcg aaa aac ttc tta caa aaa gtt aat cac tgc ccc tcc 120tct ccc ctc ttc cct ccc tgg gcg aaa aac ttc tta caa aaa gtt aat cac tgc ccc tcc 120

tag cag cac cca ccc cac ccc cca cgc cgc ctg gga gtg gcc tct ttg tgt gta ttt ttt 180tag cag cac cca ccc cac ccc cca cgc cgc ctg gga gtg gcc tct ttg tgt gta ttt ttt 180

ttt cct cct aag gaa ggt ttt ttt tct tcc ctc tag tgg gcg ggg cag agg agt tag cca 240ttt cct cct aag gaa ggt ttt ttt tct tcc ctc tag tgg gcg ggg cag agg agt tag cca 240

aga tgt gac ttt gaa acc ctc agc gtc tca gtg ccc ttt tgt tct aaa caa aga att ttg 300aga tgt gac ttt gaa acc ctc agc gtc tca gtg ccc ttt tgt tct aaa caa aga att ttg 300

taa ttg gtt cta cca aag aag gat ata atg aag tca cta tgg gaa aag atg ggg agg aga 360taa ttg gtt cta cca aag aag gat ata atg aag tca cta tgg gaa aag atg ggg agg aga 360

gtt gta gga ttc tac att aat tct ctt gtg ccc tta gcc cac tac ttc aga att tcc tga 420gtt gta gga ttc tac att aat tct ctt gtg ccc tta gcc cac tac ttc aga att tcc tga 420

aga aag caa gcc tga att ggt ttt tta aat tgc ttt aaa aat ttt ttt taa ctg ggt taa 480aga aag caa gcc tga att ggt ttt tta aat tgc ttt aaa aat ttt ttt taa ctg ggt taa 480

tgc ttg ctg aat tgg aag tga atg tcc att cct ttg cct ctt ttg cag ata tac act tca 540tgc ttg ctg aat tgg aag tga atg tcc att cct ttg cct ctt ttg cag ata tac act tca 540

gat aac 546gat aac 546

<210> 6<210> 6

<211> 66<211> 66

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 6<400> 6

ggatccggcg caacaaactt ctctctgctg aaacaagccg gagatgtcga agagaatcct 60ggatccggcg caacaaactt ctctctgctg aaacaagccg gagatgtcga agagaatcct 60

ggaccg 66ggaccg 66

<210> 7<210> 7

<211> 49<211> 49

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 7<400> 7

ataaaatatc tttattttca ttacatctgt gtgttggttt tttgtgtg 49ataaaatatc tttattttca ttacatctgt gtgttggttt tttgtgtg 49

<210> 8<210> 8

<211> 472<211> 472

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 8<400> 8

agg aaa tgg gct cag ggg act atg act cca tga agg aac cct gtt tcc gtg aag aaa atg 60agg aaa tgg gct cag ggg act atg act cca tga agg aac cct gtt tcc gtg aag aaa atg 60

cta att taa taa aat ctt cct gcc cac cat cta ctc cat cat ctt ctt aac tgg cat tgt 120cta att taa taa aat ctt cct gcc cac cat cta ctc cat cat ctt ctt aac tgg cat tgt 120

ggg caa tgg att ggt cat cct ggt cat ggg tta cca gaa gaa act gag aag cat gac gga 180ggg caa tgg att ggt cat cct ggt cat ggg tta cca gaa gaa act gag aag cat gac gga 180

caa gta cag gct gca cct gtc agt ggc cga cct cct ctt tgt cat cac gct tcc ctt ctg 240caa gta cag gct gca cct gtc agt ggc cga cct cct ctt tgt cat cac gct tcc ctt ctg 240

ggc agt tga tgc cgt ggc aaa ctg gta ctt tgg gaa ctt cct atg caa ggc agt cca tgt 300ggc agt tga tgc cgt ggc aaa ctg gta ctt tgg gaa ctt cct atg caa ggc agt cca tgt 300

cat cta cac agt caa cct cta cag cag tgt cct cat cct ggc ctt cat cag tct gga ccg 360cat cta cac agt caa cct cta cag cag tgt cct cat cct ggc ctt cat cag tct gga ccg 360

cta cct ggc cat cgt cca cgc cac caa cag tca gag gcc aag gaa gct gtt ggc tga aaa 420cta cct ggc cat cgt cca cgc cac caa cag tca gag gcc aag gaa gct gtt ggc tga aaa 420

ggt ggt cta tgt tgg cgt ctg gat ccc tgc cct cct gct gac tat tcc cga t 472ggt ggt cta tgt tgg cgt ctg gat ccc tgc cct cct gct gac tat tcc cga t 472

<210> 9<210> 9

<211> 71<211> 71

<212> ДНК<212> DNA

<213> artificial sequence<213> artificial sequence

<220><220>

<223> последовательность DTS<223> DTS sequence

<400> 9<400> 9

atgctttgca tacttctgcc tgctggggag cctggggact ttccacaccc taactgacac 60atgctttgca tacttctgcc tgctggggag cctggggact ttccacaccc taactgacac 60

acattccaca g 71acattccaca g 71

<210> 10<210> 10

<211> 71<211> 71

<212> ДНК<212> DNA

<213> Homo sapiens<213> Homo sapiens

<400> 10<400> 10

cacttcagat aactacaccg 20cacttcagat aactacaccg 20

<---<---

Claims (12)

1. Донорная ДНК для доставки защитного пептида из gp41 МТ-С34 последовательностью SEQ ID NO: 3 на поверхность плазматической мембраны, при этом донорная ДНК имеет следующую последовательность:1. Donor DNA for delivery of the protective peptide from gp41 MT-C34 by the sequence of SEQ ID NO: 3 to the surface of the plasma membrane, while the donor DNA has the following sequence: • протоспейсер X4ex2 SEQ ID NO: 4,• protospacer X4ex2 SEQ ID NO: 4, • 5’-плечо гомологии SEQ ID NO: 5,• 5'-arm homology SEQ ID NO: 5, • последовательность Р2А, позволяющая получить с одной РНК раздельную трансляцию пептида и белка CXCR4 SEQ ID NO: 6, • the P2A sequence, which makes it possible to obtain a separate translation of the peptide and protein CXCR4 SEQ ID NO: 6 from one RNA, • сигнал экспорта белка SEQ ID NO: 1, • protein export signal SEQ ID NO: 1, • последовательность, кодирующая защитный пептид из gp41 МТ-С34 SEQ ID NO: 3,• the sequence encoding the protective peptide from gp41 MT-C34 SEQ ID NO: 3, • сигнал для мембранного заякоривания SEQ ID NO: 2,• signal for membrane anchoring SEQ ID NO: 2, • последовательность полиаденилирования SEQ ID NO: 7,• polyadenylation sequence SEQ ID NO: 7, • 3’-плечо гомологии SEQ ID NO: 8,• 3'-arm homology SEQ ID NO: 8, • сайт связывания транскрипционных факторов DTS SEQ ID NO: 9.• transcription factor binding site DTS SEQ ID NO: 9. 2. Способ доставки защитного пептида из gp41 МТ-С34 последовательностью SEQ ID NO: 3 на поверхность плазматической мембраны клетки-мишени с помощью введения в клетку эффективного количества: 1) первой плазмиды pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2, кодирующей нуклеазу Cas9 и гРНК последовательностью SEQ ID NO: 10, в последовательности которой есть несколько сайтов NLS; и 2) второй плазмиды, кодирующей донорную ДНК по п. 1.2. A method for delivering a protective peptide from gp41 MT-C34 with the sequence SEQ ID NO: 3 to the surface of the plasma membrane of the target cell by introducing into the cell an effective amount of: 1) the first plasmid pX330-Cas9-BFP-gRNAX4ex2 encoding Cas9 nuclease and gRNA sequence SEQ ID NO: 10, in the sequence of which there are several NLS sites; and 2) a second plasmid encoding the donor DNA of claim 1. 3. Способ доставки защитного пептида из gp41 МТ-С34 SEQ ID NO: 3 на поверхность плазматической мембраны клетки-мишени с помощью введения в клетку эффективного количества: 1) рибонуклеопротеинового комплекса, включающего рекомбинантный белок Cas9 в комплексе с гРНК последовательностью SEQ ID NO: 10; и 2) плазмиды, кодирующей донорную ДНК по п. 1.3. A method for delivering a protective peptide from gp41 MT-C34 SEQ ID NO: 3 to the surface of the plasma membrane of a target cell by introducing into the cell an effective amount of: 1) a ribonucleoprotein complex comprising a recombinant Cas9 protein in complex with an gRNA sequence of SEQ ID NO: 10 ; and 2) a plasmid encoding the donor DNA of claim 1.
RU2021131499A 2021-10-27 Method for enhancing targeted editing of the cxcr4 gene in human cd4 lymphocytes in order to create cell resistance to hiv-1 RU2779300C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779300C1 true RU2779300C1 (en) 2022-09-05

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2830859C1 (en) * 2023-12-19 2024-11-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) Obtaining hiv-resistant t-cells

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011119773A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Roeth Jeremiah F Vectors conditionally expressing therapeutic proteins, host cells comprising the vectors, and uses thereof
WO2015031775A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Methods and compositions for rna-guided treatment of hiv infection
RU2642258C1 (en) * 2016-12-27 2018-01-24 Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) RECOMBINANT CHIMERICAL nTBI POLYPEPTIDE-IMMUNOGEN WITH ABILITY TO INDUCE NEUTRALIZING ANTIBODIES TO TYPE 1 HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS AND INTENDED FOR USE AS COMPONENT OF VACCINE AGAINST HIV-1

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011119773A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Roeth Jeremiah F Vectors conditionally expressing therapeutic proteins, host cells comprising the vectors, and uses thereof
WO2015031775A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Temple University Of The Commonwealth System Of Higher Education Methods and compositions for rna-guided treatment of hiv infection
RU2642258C1 (en) * 2016-12-27 2018-01-24 Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) RECOMBINANT CHIMERICAL nTBI POLYPEPTIDE-IMMUNOGEN WITH ABILITY TO INDUCE NEUTRALIZING ANTIBODIES TO TYPE 1 HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS AND INTENDED FOR USE AS COMPONENT OF VACCINE AGAINST HIV-1

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2830859C1 (en) * 2023-12-19 2024-11-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) Obtaining hiv-resistant t-cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6816133B2 (en) Genetically modified cells containing the modified human T cell receptor alpha constant region gene
JP6929837B2 (en) A meganuclease engineered on a recognition sequence found in the human T cell receptor alpha constant region gene
JP2022097517A (en) Methods for high-level and stable introgression in lymphocytes
JP2022512703A (en) Compositions and Methods for Immunotherapy
CA3099497A1 (en) Fusosome compositions and uses thereof
KR102338993B1 (en) artificially engineered immune cells
CA3036926A1 (en) Modified stem cell memory t cells, methods of making and methods of using same
AU2016379393A1 (en) Engineered meganucleases with recognition sequences found in the human beta-2 microglobulin gene
US20250059239A1 (en) Modified paramyxoviridae fusion glycoproteins
IL303505A (en) Preparations and methods for reducing MHC CLASS II in the cell
CN109136248A (en) Multi-target editing vector and its construction method and application
WO2017079642A1 (en) Immune cells with dnmt3a gene modifications and methods related thereto
CN110753757A (en) Modified guide RNAs, CRISPR-ribonucleoprotein complexes and methods of use
Uckert et al. Efficient gene transfer into primary human CD8+ T lymphocytes by MuLV-10A1 retrovirus pseudotype
WO2019120193A1 (en) Split single-base gene editing systems and application thereof
CN111575319B (en) Efficient CRISPR RNP and donor DNA co-location mediated gene insertion or replacement method and application thereof
CA3036820A1 (en) Genome edited primary b cell and methods of making and using
US20220056479A1 (en) Method For Delivering Gene In Cells
CN103724410B (en) The fusion protein and method of one class regulation and control CCR5 and CXCR4 genes
RU2779300C1 (en) Method for enhancing targeted editing of the cxcr4 gene in human cd4 lymphocytes in order to create cell resistance to hiv-1
CN104762322B (en) A kind of reverse transcription virus gene transfer system for prawn cell
JP2022537960A (en) An Enhanced Platform for the Incorporation of Unnatural Amino Acids in Mammalian Cells
CA3231678A1 (en) Recruitment in trans of gene editing system components
RU2769567C1 (en) Technology for creating t-cell resistance to hiv-1 based on genetically encoded gpi-anchored peptides from gp41
JP2003530855A (en) Vectors for gene therapy