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WO2009001159A1 - Procédé permettant d'améliorer l'activité de clivage de méganucléases dérivées de i-crei - Google Patents

Procédé permettant d'améliorer l'activité de clivage de méganucléases dérivées de i-crei Download PDF

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Agnès GOUBLE
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Cellectis SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/22Ribonucleases [RNase]; Deoxyribonucleases [DNase]

Definitions

  • the invention relates to a method for enhancing the cleavage activity of l-Crel derived meganucleases, and its application for the manufacturing of meganuclease cleaving a DNA target of interest, for use in genome therapy (treatment of genetic diseases) and genome engineering (making of transgenic animals, transgenic plants and recombinant cell lines).
  • chimeric DNA target or “hybrid DNA target” is intended the fusion of a different half of two parent meganuclease target sequences.
  • at least one half of said target may comprise the combination of nucleotides which are bound by at least two separate subdomains (combined DNA target).
  • said initial meganuclease is an heterodimer, consisting of two monomers, each monomer comprising different mutations in positions 26 to 40 and/or 44 to 77 of l-Crel, and said meganuclease being able to cleave a non- palindromic genomic DNA target sequence of interest.
  • the l-Crel derived heterodimeric meganuclease which is produced by said method is more specific since at least one of the two homodimers resulting from the association of the two monomers is not functional.
  • said meganuclease has enhanced cleavage activity due to the presence of the Gl 9 mutation, as mentioned above.
  • the invention relates also to an 1-OeI derived heterodimeric meganuclease substantially free of at least one of the two homodimers resulting from the association of each monomer of said heterodimeric meganuclease, which is obtainable by the method as defined above.
  • the meganuclease of the invention includes both the improved meganuclease and the heterodimeric meganuclease as defined above.
  • the subject-matter of the present invention is also a polynucleotide fragment encoding a meganuclease as defined above; said polynucleotide may encode one monomer of an homodimeric or heterodimeric variant, or two domains/monomers of a single-chain derivative.
  • the subject-matter of the present invention is also a method of genome engineering, characterized in that it comprises the following steps: 1) double- strand breaking a genomic locus comprising at least one DNA target of a meganuclease as defined above, by contacting said cleavage site with said meganuclease; 2) maintaining said broken genomic locus under conditions appropriate for homologous recombination with chromosomal DNA sharing homologies to regions surrounding the cleavage site.
  • the subject-matter of the present invention is also a method for preventing, improving or curing a genetic disease in an individual in need thereof, said method comprising the step of administering to said individual a composition comprising at least a meganuclease as defined above, by any means.
  • FIG. 16 illustrates cleavage of B2M11 target by heterodimeric combinatorial mutants.
  • the figure displays screening of combinations of 1-Crel mutants with the B2M11 target.
  • a series of positive heterodimeric combinatorial mutants are circled on column 5. They all correspond to the 32A33H44A68Y70S75Y77K132V /30Q33G38C68N70S75N77R heterodimer listed in Table XI.
  • FIG. 18 represents the map of pCLS1069, a plasmid for meganuclease expression in mammalian cells after Gateway cloning.
  • FIG. 19 represents the map of pCLS1058, a plasmid for gateway cloning of DNA targets in a reporter vector for mammalian cells.
  • proteins cleaving rosal.4 were mutagenized randomly, and it was tested whether they could efficiently cleave rosal when co-expressed with proteins cleaving rosal.3.
  • Two pools of four mutants cleaving rosal.3 (pool 1: VYRSNI, VYYSYR, VYRSNV and VYNSRI and pool 2: VYYSYR, VYSSRI, VYRSQI and VYRSYT according to Table IV) were randomly mutagenized on all proteins or on the C terminal part of proteins and transformed into yeast. 8928 transformed clones were then mated with a yeast strain that (i) contains the rosal target in a reporter plasmid (ii) expresses a variant cleaving the rosal.4 target.
  • PCR products contain 33 bp of homology with each other. Subsequently the fragments are assembled by PCR using an aliquot of each of the two fragments and the CCM2For and CCMRev primers. b) Cloning of mutants in a CHO expression vector PCR products digested with Sacl-Xbal were cloned into the corresponding Sacl-Xbal sites of the plasmid pCLS1088 ( Figure 21), a CHO gateway expression vector pCDNA6.2 (INVITROGEN) containing the 1-OeI N75 coding sequence.

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Abstract

L'invention concerne un procédé permettant d'améliorer l'activité de clivage d'une méganucléase dérivée de I-CreI, qui comprend la mutation sitospécifique d'au moins un résidu d'acide aminé qui est choisi dans le groupe constitué par : la glycine en position 19, la phénylalanine en position 54, la phénylalanine en position 87, la sérine en position 79, la valine en position 105 et l'isoleucine en position 132 de I-CreI, et son application destinée à la fabrication d'une méganucléase clivant un ADN cible d'intérêt, en vue d'être utilisé en thérapie génomique (traitement de maladies génétiques) et en génie génomique (fabrication d'animaux transgéniques, de plantes transgéniques et de lignées cellulaires recombinantes).
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