DK2294407T3 - Systemer og fremgangsmåder til bestemmelse af egenskaber, der indvirker på en ekspressionsegenskabsværdi for polynukleotider i et ekspressionssystem - Google Patents

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til design af en polynukleotidsekvens, der koder for et polypeptid med en ønsket ekspressionsegenskabsværdi, ved anvendelse af et ekspressionssystem, hvilken fremgangsmåde omfatter: (A) konstruktion, ved anvendelse af en processor (206), af en flerhed af polynukleotider, hvor flerheden af polynukleotider omfatter fem eller flere polynukleotider i et codonvariantsæt, hvor hvert tilhørende polynukleotid i de fem eller flere polynukleotider koder for en tilhørende enkelt polypeptidsekvens, hvis helhed er mindst 95 % identisk med helheden af den tilhørende enkelte polypeptidsekvens, der er kodet for af hvert andet polynukleotid i de fem eller flere polynukleotider, hvor (i) en første aminosyre er kodet for en første flerhed af gange i et første polynukleotid, et andet polynukleotid og et tredje polynukleotid i de fem eller flere polynukleotider, (ii) den første aminosyre kan kodes for af en flerhed af synonyme codoner indbefattende en første codon, (iii) den første codon er til stede i det første polynukleotid med en første frekvens i forhold til samtlige andre codoner i flerheden af synonyme codoner i det første polynukleotid, (iv) den første codon er til stede i det andet polynukleotid med en anden frekvens i forhold til samtlige andre codoner i flerheden af synonyme codoner i det andet polynukleotid, (v) den første codon er til stede i det tredje polynukleotid med en tredje frekvens i forhold til samtlige andre codoner i flerheden af synonyme codoner i det tredje polynukleotid og (vi) den første frekvens adskiller sig fra den anden frekvens og den tredje frekvens er mellem den første frekvens og den anden frekvens; (B) ekspression af hvert tilhørende polynukleotid i flerheden af polynukleotider individuelt i ekspressionssystemet ved anvendelse af den samme vektor og den samme promoter; (C) måling af en ekspressionsegenskabsværdi af hvert tilhørende polynukleotid i flerheden af polynukleotider i ekspressionssystemet og (D) bestemmelse af mindst én egenskab, der bevirker en ekspressionsegenskabsværdi for polynukleotider i ekspressionssystemet, hvor den mindst ene egenskab er en indvirkning, som frekvensen af anvendelse af (i) den første codon eller (ii) den første codon og én eller flere andre codoner i en flerhed af naturligt forekommende codoner har på proteinekspressionsegenskabsværdieme for polynukleotider i ekspressionssystemet; og ekspressionsegenskabsværdien af hvert tilhørende polynukleotid i flerheden af polynukleotider i ekspressionssystemet er (i) en total mængde af protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsrum, (ii) en total mængde aktivt protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsrum, eller (iii) en total mængde af opløseligt protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsrum.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 hvor, for hver tilhørende aminosyre i en flerhed af aminosyrer, der omfatter fem eller flere aminosyrer, en relativ frekvens af hver af en flerhed af synonyme codoner for den relative aminosyre varierer i et område af hvert af to eller flere af polynukleotideme i flerheden af polynukleotider eller for hver tilhørende aminosyre i en flerhed af aminosyrer, der omfatter to eller flere aminosyrer, en relativ frekvens af hver af en flerhed af synonyme codoner med den tilhørende aminosyre varierer i et område af hvert af fem eller flere af polynukleotideme i flerheden af polynukleotider.

3. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-2, hvor flerheden af polynukleotider omfatter 10 eller flere polynukleotider.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-2, hvor flerheden af polynukleotider omfatter 20 eller flere polynukleotider.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor flerheden af synonyme codoner er tre eller flere forskellige codoner.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, hvor en første frekvensopslagstabel specificerer en/et tilsvarende tilhørende målfrekvens eller frekvensinterval for hver codon i en første flerhed af codoner, hvor hver/hvert tilsvarende tilhørende målfrekvens eller målfrekvensinterval specificerer en/et målfrekvens eller målfrekvensinterval for en codon i den første flerhed af codoner, der skal anvendes til at kode for en tilsvarende aminosyre i en aminosyresekvens i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for den tilsvarende aminosyre, og hvor for hver tilhørende codon i den første frekvensopslagstabel konstruktionen (A) endvidere omfatter udvælgelse af en tilhørende frekvens, som den tilhørende codon skal anvendes til at kode for aminosyren, der kan kodes for af den tilhørende codon gennem en aminosyresekvens kodet for af det første polynukleotid i flerheden af polynukleotider i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for aminosyren, hvor den tilhørende frekvens er frekvensen eller er inden for frekvensintervallet, der er specificeret i den første frekvensopslagstabel for den tilhørende codon; og en anden frekvensopslagstabel specificerer en tilsvarende tilhørende målfrekvens eller frekvensinterval for hver codon i en flerhed af codoner, hvor hver/hvert tilsvarende tilhørende målfrekvens eller målfrekvensinterval specificerer en/et målfrekvens eller målfrekvensinterval for en codon i den anden flerhed af codoner, der skal anvendes til at kode for en tilsvarende aminosyre i en aminosyresekvens i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for den tilsvarende aminosyre, og hvor for hver tilhørende codon i den anden frekvensopslagstabel konstruktionen (A) endvidere omfatter udvælgelse af cn tilhørende frekvens, som den tilhørende codon skal anvendes til at kode for aminosyren, der kan kodes for af den tilhørende codon gennem en aminosyresekvens kodet for af det andet polynukleotid i flerheden af polynukleotider i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for aminosyren, hvor den tilhørende frekvens er inden for frekvensen eller frekvensintervallet, der er specificeret i den anden frekvensopslagstabel for den tilhørende codon; hvor den første frekvens of (A)(iii) er en frekvens eller er inden for et frekvensinterval, der er specificeret for den første aminosyre fra den første frekvensopslagstabel; og den anden frekvens of (A)(iv) er en frekvens eller er inden for et frekvensinterval, der er specificeret for den første aminosyre fra den anden frekvensopslagstabel.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, hvor konstruktionen (A) omfatter: kodning for det første polynukleotid ved anvendelse af en første frekvensopslagstabel, hvor den første frekvensopslagstabel specificerer en/et første målfrekvens eller målfrekvensinterval for anvendelsen af en forhåndsbestemt codon, i forhold til samtlige andre codoner, der er synonyme med den forhåndsbestemte codon, i det første sæt af positioner i det første polynukleotid, der koder for en forhåndsbestemt aminosyre; og kodning for et andet sæt af positioner i det første polynukleotid ved anvendelse af en anden frekvensopslagstabel, hvor den anden frekvensopslagstabel specificerer en/et anden/andet målfrekvens eller frekvensinterval for anvendelsen af den forhåndsbestemte codon, i forhold til samtlige andre codoner, der er synonyme med den forhåndsbestemte codon, i det andet sæt af positioner i det første polynukleotid, der koder for den forhåndsbestemte aminosyre; hvor det første sæt af positioner ikke indbefatter positioner i det andet sæt af positioner; og det andet sæt af positioner ikke indbefatter positioner i det første sæt af positioner.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, hvor den forhåndsbestemte aminosyre kan kodes for af tre eller flere synonyme codoner i flerheden af synonyme codoner.

9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, hvor en første frekvensopslagstabel specificerer en/et tilsvarende tilhørende første målfrekvens eller frekvensinterval for hver codon i en første flerhed af codoner, hvor hver/hvert tilsvarende tilhørende første målfrekvens eller frekvensinterval specificerer en/et første målfrekvens eller frekvensinterval for en codon i den første flerhed af codoner, der skal anvendes til at kode for en tilsvarende aminosyre i en aminosyresekvens i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for den tilsvarende aminosyre, og hvor for hver tilhørende codon i den første frekvensopslagstabel konstruktionen (A) endvidere omfatter udvælgelse af en tilhørende første frekvens, som den tilhørende codon skal anvendes til at kode for aminosyren, der kan kodes for af den tilhørende codon i et forhåndsbestemt første sæt af positioner i aminosyresekvensen, der er kodet for af det første polynukleotid i flerheden af polynukleotider i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for aminosyren, hvor den tilhørende første frekvens er inden for den/det første målfrekvens eller frekvensinterval, der er specificeret i den første frekvensopslagstabel for den tilhørende codon; og en anden frekvensopslagstabel specificerer en/et tilsvarende tilhørende anden/andet målfrekvens eller frekvensinterval for hver codon i en flerhed af codoner, hvor hver/hvert tilsvarende tilhørende anden målfrekvens eller frekvensinterval specificerer en/et anden/andet målfrekvens eller frekvensinterval for en codon i den anden flerhed af codoner, der skal anvendes til at kode for en tilsvarende aminosyre i en aminosyresekvens i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for den tilsvarende aminosyre, og hvor for hver tilhørende codon i den anden frekvensopslagstabel konstruktionen (A) endvidere omfatter udvælgelse af en tilhørende anden frekvens, som den tilhørende codon skal anvendes til at kode for aminosyren, der kan kodes for af den tilhørende codon i et forhåndsbestemt andet sæt af positioner i aminosyresekvensen, der er kodet for af det første polynukleotid i flerheden af polynukleotider i forhold til samtlige andre codoner, der er i stand til at kode for aminosyren, hvor den tilhørende anden frekvens er inden for den/det anden/andet målfrekvens eller frekvensinterval, der er specificeret i den anden frekvensopslagstabel for den tilhørende codon.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, hvor ekspressionssystemet er E. coli, baculovirus, en pattedyrevævskultur, gær eller en plante.

11. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-10, hvilken fremgangsmåde endvidere omfatter udvælgelse af den første frekvens, den anden frekvens og den tredje frekvens ved anvendelse af en eksperimentel designteknik.

12. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-10, hvilken fremgangsmåde endvidere omfatter udvælgelse af den første frekvens, den anden frekvens og den tredje frekvens, således at de passer ind i et multivarieret rum, der kan søges efter ved anvendelse af en global optimeringsalgoritme.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor ekspressionsegenskabsværdien af hvert tilhørende polynukleotid i flerheden af polynukleotider i ekspressionssystemet er en total mængde af protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsmm.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor ekspressionsegenskabsværdien af hvert tilhørende polynukleotid i ekspressionssystemet er en total mængde aktivt protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsmm.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor ekspressionsegenskabsværdien af hvert tilhørende polynukleotid i ekspressionssystemet er en total mængde af opløseligt protein, der er kodet for af det tilhørende polynukleotid, der udtrykkes i ekspressionssystemet i et forhåndsbestemt tidsmm.