[发明专利]噬菌体φmru多核苷酸和多肽及其应用

说明书

相关申请

本申请要求2007年9月25日提交的美国申请号60/975,104，2007年9月22日提交的美国申请号60/989,840和2007年11月22日提交的美国申请号60/989,841的优先权，将上述所有的内容整体纳入本文作参考。

技术领域

本发明涉及将抑制分子递送至微生物细胞，具体说是产甲烷菌细胞的组合物和方法。具体说，本发明涉及新鉴定的噬菌体包括噬菌体诱导、噬菌体颗粒、噬菌体基因组、噬菌体多肽以及编码这些多肽的多核苷酸。本发明还涉及用于产生这些多肽的表达载体和宿主细胞。本发明还涉及使用所公开的噬菌体、多肽、多核苷酸、表达载体和宿主细胞来探测、靶向并抑制微生物细胞，尤其是产甲烷菌细胞的方法。

发明背景

在新西兰，农业活动是温室气体排放的主要来源。因此，减少农业温室气体排放对于新西兰完成京都议定书的义务是重要的。议定书要求在首次承诺期(2008-2012)结束前温室气体减排至1990年水平。为此，农业部门和新西兰政府成立了田园温室气体研究联合会(PGGRC)寻求降低新西兰的农业温室气体排放的方法。

PGGRC活动的一个重要部分是研究减少来自新西兰放牧反刍动物的甲烷排放量。出于两个原因，减少反刍动物甲烷排放量具有商业利益。首先，不履行京都议定书承诺将迫使政府购买碳排放额度。目前预计该项将花费三亿五千万美金。第二，甲烷的产生导致瘤胃中产生的总能量损耗8-12％。可利用这种能量来提高反刍动物的生产性能。

甲烷在瘤胃中由称为产甲烷菌的微生物产生，这种微生物属于古细菌(Archaea)界广古菌门(euryarchaeota)的一部分。多数产甲烷菌依靠CO₂和H₂作为它们唯一的能量来源，但是一些能使用乙酸或甲基化合物生长。瘤胃中中存在多种不同属的产甲烷古菌，但是甲烷短杆菌属中的种，尤其是反刍甲烷短杆菌(M.ruminantium)和史氏甲烷短杆菌(M.smithii)被认为是新西兰反刍动物中主要的产甲烷菌，反刍甲烷短杆菌目前是PGGRC基金资助基因组测序项目的研究对象。该项目第一次对于瘤位产甲烷菌的基因组进行测序，旨在对甲烷短杆菌(Methanobrevibacter)的生物学建立更好的理解，以发现抑制甲烷产生的靶点。

减少瘤胃中甲烷产生需要抑制产甲烷菌或使其甲烷生成通路失活。一种抑制甲烷产生的方法是将特异性抑制分子递送至产甲烷菌细胞中。可通过(例如)使用特异性靶向产甲烷菌的试剂如噬菌体达到这种目的。已对数种非瘤胃产甲烷菌的噬菌体进行表征，但是没有报道关于能够感染或裂解瘤胃产甲烷菌的噬菌体。因此，鉴定能够感染产甲烷菌细胞和/或递送抑制剂的噬菌体极具优势。

发明内容

本发明涉及一种分离的噬菌体包括本文详述的以整体或部分形式生产的噬菌体颗粒和/或噬菌体基因组，以及分离的噬菌体多核苷酸和多肽。

本发明还涉及一种分离的多肽，其包含至少一个选自SEQ ID NO：1-69的噬菌体氨基酸序列。在一个具体方面，所述多肽包含选自SEQ ID NO：2-5和62-68的氨基酸序列。另一方面，所述多肽包含SEQ ID NO：63的氨基酸序列。在另一方面，所述多肽为片段，例如包含至少一个延伸自SEQ IDNO：63中残基32-186的氨基酸序列。

本发明还涉及一种分离的多核苷酸，其包含至少一种噬菌体多肽的编码序列。在一个方面，所述多核苷酸包含至少一个选自SEQ ID NO：1-69的氨基酸序列的编码序列。在一个具体方面，所述多核苷酸包含选自SEQ IDNO：2-5和62-68的序列的编码序列。在另一方面，所述多核苷酸包含SEQ IDNO：63的编码序列。在另一方面，所述多核苷酸包含某编码序列的片段，该编码序列编码，例如，至少一个延伸自SEQ ID NO：63中残基32-186的氨基酸序列。

在另一方面，本发明涉及一种分离的多核苷酸，其包含选自SEQ IDNO：74-142的噬菌体核酸序列。.在特定方面，所述多核苷酸包含选自SEQ IDNO：75-78和135-141，或更具体是SEQ ID NO：136的核酸序列。在另一方面，所述多核苷酸是包含例如延伸自SEQ ID NO：136中核苷酸94-558的核酸序列的片段或寡核苷酸。此外，本发明包括一种分离的多核苷酸或其片段，该多核苷酸或其片段能与SEQ ID NO：74-142中任一核酸序列杂交。本发明还包括一种分离的多核苷酸，该多核苷酸含有任一所述核酸序列的互补物、反向互补物、反向序列或其片段。