蛋白质‑蛋白质相互作用的超分辨成像制造技术

本公开提供了用于检测分子内和分子间相互作用如蛋白质‑蛋白质相互作用的方法和组合物。这些方法检测子衍射距离的此类相互作用，并因而被称为超分辨率检测和成像方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蛋白质-蛋白质相互作用的超分辨成像相关申请本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年8月7日递交的美国临时申请号62/202,327的权益，其全部内容通过引用并入本文。联邦资助的研究本专利技术是在美国国立卫生研究院授予的U01-MH106011-01和5R01EB018659-02和美国国家科学基金会授予的CCF-1317291和美国国防部海军研究办公室授予的N00014-13-1-0593的政府支持下完成的。美国政府对本专利技术享有一定的权利。背景基因组测序数据已经产生了大量预测的蛋白质组。然而，建立用于生物医学研究的全面的相互作用组图需要精确和准确的方法来研究相互作用蛋白质的定位和共定位。许多目前可用的方法不能检测单细胞中的瞬时相互作用，而是只能检测细胞群体中相对稳定的蛋白质相互作用(例如使用免疫共沉淀)。概述本公开提供了用于相互作用部分(例如蛋白质和其他生物分子)的超分辨成像的组合物、试剂盒和方法。基于DNA-PAINT(用于纳米级拓扑图中成像的脱氧核糖核酸-点积累(deoxyribonucleicacid-pointaccumulationforimaginginnanoscaletopography))技术的这些灵敏和特异性方法在本文中被称为“接近DNA-PAINT”方法。在一些实施方案中，接近DNA-PAINT用于检测/可视化两个不同分子(例如个体细胞中的细胞内蛋白质(或核酸))之间的相互作用。接近DNA-PAINT使用一对寡核苷酸(例如，长度小于200个核苷酸或长度小于100个核苷酸的单链核酸)，每个寡核苷酸包含形成“对接位点”的一半的结构域，只有当两个一半结合在一起形成一个完全对接位点时，标记的“成像链”才与之结合。每个寡核苷酸还包含稳定结构域。一对寡核苷酸的稳定结构域彼此互补，使得当一对寡核苷酸对通过与寡核苷酸连接的结合伴侣(例如蛋白质)之间的相互作用而靠近在一起时，寡核苷酸(通过稳定/茎结构域)彼此结合。如所描绘在图1A-1B的，只有当(互补的)一对寡核苷酸的两个寡核苷酸(各自含有对接位点的一半)彼此结合时(当两个感兴趣的结合伴侣彼此相互作用或彼此非常接近时)才形成完全对接位点。因此，只有当一对寡核苷酸的两个寡核苷酸彼此足够接近以使它们彼此结合时，成像链才会与对接位点结合。通过将每对寡核苷酸与一对靶特异性结合伴侣例如靶特异性抗体缀合，能够直接观察到亚衍射极限分辨率的这些靶的相互作用。因此，例如，如本文所提供的组合物和方法可用于可视化个体细胞中的内源性蛋白质之间的相互作用。也可以通过DNA对接链的正交性来实现多重分析(multiplexing)。因此，本公开提供了系统、组合物和试剂盒，其包含(a)第一结合伴侣-寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣，(b)第二结合伴侣-寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣，其中(a)和(b)的稳定结构域彼此互补，并且其中(a)和(b)的半对接结构域线性组合形成完全对接结构域，和(c)成像链，其包含5’结构域、3’结构域和位于5’结构域和3’结构域之间的接头结构域，其中5’结构域与(a)的半对接结构域互补，3’结构域与(b)的半对接结构域互补。在一些实施方案中，(a)和(b)的结合伴侣中的每一个是抗体或抗原结合抗体片段。抗体(和抗原结合抗体片段)可以是例如单克隆或多克隆。嵌合抗体(和抗原结合抗体片段)和人源化抗体(和抗原结合抗体片段)也包括在本文中。在一些实施方案中，(a)和(b)的结合伴侣中的每一个结合不同的蛋白质。例如，一对结合伴侣可以包括特异性结合蛋白A的一个抗体和特异性结合蛋白B的另一个抗体。因此，每个结合伴侣(例如抗体)结合不同的蛋白质(例如一个结合蛋白A，一个结合蛋白B)。在一些实施方案中，(a)和(b)的结合伴侣中的每一个结合相同蛋白质的不同结合位点(例如表位)。例如，一对结合伴侣可以包括特异性结合蛋白A的表位A的一个抗体，和特异性结合蛋白A的表位B的另一个抗体。因此，每个结合伴侣(例如抗体)结合相同蛋白质的不同的表位(例如，一个结合表位A，一个结合表位B)。在一些实施方案中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长5-15个核苷酸。例如，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个可以长5-10个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长3-20,3-15,3-10,4-20,4-15,4-10,5-20,5-15或5-10个核苷酸。在一些实施例中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19或20个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长5±2个核苷酸，6±2个核苷酸，7±2个核苷酸或8±2个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长5-7个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长6个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的稳定结构域中的每一个长5-50个核苷酸。例如，(a)和(b)的稳定结构域中的每一个可长5-40,5-30,5-20,5-10,10-50,10-40,10-30或10-20个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的稳定结构域中的每一个长5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19或20个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的稳定结构域中的每一个长8±2个核苷酸，9±2个核苷酸，10±2个核苷酸，11±2个核苷酸或12±2个核苷酸。在一些实施方案中，(a)和(b)的稳定结构域中的每一个长9-11个核苷酸。在一些实施方案中，成像链长10-30个核苷酸。例如，成像链可以长10-15或10-20个核苷酸。在一些实施方案中，成像链长8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19或20个核苷酸。在一些实施方案中，成像链长8±2个核苷酸，9±2个核苷酸，10±2个核苷酸，11±2个核苷酸，12±2个核苷酸，13±2个核苷酸，14±2个核苷酸，15±2个核苷酸，或者16±2个核苷酸。在一些实施方案中，成像链长10-12个核苷酸或12-14个核苷酸。在一些实施方案中，成像链的5’结构域和3’结构域中的每一个长5-10个核苷酸。在一些实施方案中，成像链的5'结构域和3'结构域中的每一个长5,6,7,8,9或10个核苷酸。在一些实施方案中，成像链的5'结构域和3'结构域中的每一个长6个核苷酸。在一些实施方案中，成像链的5'结构域和3'结构域中的每一个长6±2个核苷酸。在一些实施方案中，接头结构域长1-5个核苷酸。例如，接头结构域可以长1,2,3,4,或5个核苷酸。在一些实施方案中，接头结构域包含胸腺嘧啶(T)核苷酸(T残基)或由其组成。在一些实施方案中，接头包含TT序列或由其组成。在一些实施方案中，接头结构域包含腺嘌呤(A)核苷酸(A残基)或由其组成。在一些实施方案中，接头包含AA序列或由其组成。在一些实施方案中，接头结构域包含胞嘧啶(C)核苷酸(C残基)或由其组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，其包含：(a)第一结合伴侣‑寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣；(b)第二结合伴侣‑寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣；其中(a)和(b)的稳定结构域彼此互补，并且其中(a)和(b)的半对接结构域线性组合形成完全对接结构域；和(c)成像链，其包含5’结构域、3’结构域和位于5’结构域和3’结构域之间的接头结构域，其中5’结构域与(a)的半对接结构域互补，3’结构域与(b)的半对接结构域互补。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.07 US 62/202,3271.组合物，其包含：(a)第一结合伴侣-寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣；(b)第二结合伴侣-寡核苷酸缀合物，其包含与包含半对接结构域、稳定结构域和任选的间隔区结构域的寡核苷酸连接的结合伴侣；其中(a)和(b)的稳定结构域彼此互补，并且其中(a)和(b)的半对接结构域线性组合形成完全对接结构域；和(c)成像链，其包含5’结构域、3’结构域和位于5’结构域和3’结构域之间的接头结构域，其中5’结构域与(a)的半对接结构域互补，3’结构域与(b)的半对接结构域互补。2.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的结合伴侣中的每一个是抗体或抗原结合抗体片段。3.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的结合伴侣中的每一个结合不同的蛋白质或结合相同蛋白质的不同表位。4.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长5-15个核苷酸。5.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的半对接结构域中的每一个长5-10个核苷酸。6.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的稳定结构域中的每一个长5-50个核苷酸。7.根据权利要求1所述的组合物，其中成像链长10-30个核苷酸。8.根据权利要求1所述的组合物，其中成像链的5’结构域和3’结构域中的每一个长5-10个核苷酸。9.根据权利要求1所述的组合物，其中接头结构域长1-5个核苷酸。10.根据权利要求1所述的组合物，其中接头结构域包含胸腺嘧啶(T)核苷酸。11.根据权利要求1所述的组合物，其中接头结构域包含TT序列。12.根据权利要求1所述的组合物，其中成像链被可检测地标记。13.根据权利要求12所述的组合物，其中成像链被荧光标记。14.根据权利要求1所述的组合物，其中(a)和(b)的结合伴侣中的每一个通过链霉抗生物素蛋白-生物素结合对各自缀合至(a)和(b)的寡核苷酸。15.根据权利要求1所述的组合物，其还包含复合物，所述复合物包含两个靶，其中(a)的结合伴侣结合或被结合至两个靶中的一个，(b)的结合伴侣结合或被结合至两个靶中的另一个。16.根据权利要求15所述的组合物，其中两个靶中的每一个是蛋白质。17.多个根据权利要求1所述的组合物，其中多个组合物内的不同组合物的成像链包含光谱上能够明确区分的标记。18.多个根据权利要求1所述的组合物，其中多个组合物内的不同组合物的成像链包含光谱上不能明确区分的标记。19.多个根据权利要求1所述的组合物，其中多个组合物中组合物中的至少一个具有能够明确区分于多个组合物中其它组合物的闪烁频率。20.检测样品中两个靶的复合物的方法，该方法包括：使样品接触根据权利要求1所述的成像链和根据权利要求1所述的结合伴侣-寡核苷酸缀合物，其中(a)的结合伴侣具有针对两个靶中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·拉拉古蒂尔莱兹，M·S·阿文达诺阿玛多，尹鹏，
申请(专利权)人：哈佛学院院长及董事，
类型：发明
国别省市：美国,US