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用于激活Gq偶联信号传导和/或激活细胞的基于超光敏神经视蛋白的光遗传学工具制造技术

技术编号:41007616 阅读:5 留言:0更新日期:2024-04-18 21:43
本发明专利技术涉及用于快速、可逆且精确地激活Gq信号传导和/或激活细胞的分离的光敏视蛋白。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、g蛋白偶联受体(gpcr)调节许多细胞内的信号传导通路,并代表了一些最深入研究的药物靶点(hauser等,2017)。在配体结合后,gpcr经历构象变化并将其传递给异三聚体g蛋白,后者是包含gα和紧密结合的gβγ亚基的多亚基复合物。gq蛋白,为异三聚体gα亚基的亚家族,与一类gpcr偶联,在全身各处介导细胞对神经递质、感觉刺激和激素的应答。它们的主要下游信号传导靶点包括磷脂酶cβ(plc-β)酶,其催化磷脂磷脂酰肌醇二磷酸(pip2)水解成肌醇三磷酸(ip3)和二酰甘油(dag)。ip3触发细胞内储存的ca2+释放到细胞质中,并且ca2+与dag一起激活蛋白激酶c(pkc)。已经开发了包括化学遗传学和可光活化小分子在内的几种工具,来研究gq偶联的gpcr和细胞内ca2+释放的信号传导机制和生理功能。

2、光遗传学利用光响应性蛋白,以遗传特异性和高时空精度来实现对细胞活动的光学控制的扰动。自从早期发现使用光敏性离子通道和转运蛋白的光遗传学工具以来,已开发了多种多样的技术,它们现在支持对细胞内第二信使、蛋白质相互作用和降解,以及基因转录进行光学干预。opt-a1ar,一种创造性设计的gq偶联的视紫红质-gpcr嵌合体,可以对长时间的光刺激(60s)做出响应,诱导细胞内ca2+增加(airan等,2009)。然而,这种工具尚未被广泛使用,可能是因为其与光敏性和响应动力学相关的局限性(tichy等,2019)。大多数动物使用基于gpcr的光感受器来检测光,其中光感受器包含蛋白质部分(视蛋白)和既作为配体又作为发色团起作用的维生素a衍生物(视黄醛)。到目前为止已鉴定到几千种视蛋白。最近的两项研究报道了将来自蚊子和七鳃鳗的基于gi的视蛋白用于神经元中的突触前末梢抑制,简要地证明了某些天然存在的光感受器适合用作高效的光遗传学工具。关于gq信号传导,哺乳动物视网膜神经节细胞亚群中的视黑素(opn4)是一种gq偶联视蛋白,其介导不形成图像的视觉功能。然而,异源表达opn4的hek293或neuro-2a细胞显示出弱的光响应,并且在培养基中需要额外的视黄醛。已报道许多脊椎动物中的opn5(神经视蛋白(neuropsin))及其直系同源物是与gi蛋白偶联的紫外(uv)敏感性视蛋白。


技术实现思路

1、本专利技术涉及一种分离的光敏视蛋白,其用于快速、可逆且精确地激活gq信号传导和/或激活细胞。

2、第一方面,本专利技术涉及一种分离的光敏视蛋白,其用于激活gq信号传导和/或激活细胞。

3、在某些实施方式中,所述光具有360nm-520nm、优选地450-500、更优选地460-480nm范围内的波长。

4、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白是来自生物体的分离的视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

5、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白与所述生物体中的野生型视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

6、在某些实施方式中,所述生物体是动物。

7、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白是来自动物的分离的视蛋白5(opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

8、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)与所述动物中的野生型视蛋白5(opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

9、在某些实施方式中,所述动物是脊椎动物。

10、在某些实施方式中,所述动物是鸟类、爬行类或鱼类、两栖类或哺乳类动物。

11、在某些实施方式中,所述动物是鸟类,包括但不限于鸡、鸭、鹅、鸵鸟、鸸鹋、美洲鸵、鹬舵、鹤鸵、火鸡、鹌鹑、鸡、猎鹰、鹰、隼、鸽子、长尾小鹦鹉、凤头鹦鹉、金刚鹦鹉、鹦鹉、雀形目(例如鸣禽)、松鸦、乌鸫、雀类、啭鸟和麻雀。

12、在某些实施方式中,所述动物是爬行类,包括但不限于蜥蜴、蛇、短吻鳄、海龟、鳄和陆龟。

13、在某些实施方式中,所述动物是鱼类,包括但不限于鲶鱼、鳗鱼、鲨鱼和剑鱼。

14、在某些实施方式中,所述动物是两栖类,包括但不限于蟾蜍、蛙、蝾螈和火蜥蜴。

15、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)是来自鸡的分离的野生型视蛋白5(opn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

16、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)与所述来自鸡的野生型视蛋白5(opn5)具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

17、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)是来自海龟的分离的野生型视蛋白5(opn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

18、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)与所述来自海龟的野生型视蛋白5(opn5)具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

19、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)具有由seq id no:1所示的氨基酸序列(copn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

20、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)与所述由seq id no:1所示的氨基酸序列具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

21、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)具有由seq id no:2所示的氨基酸序列(topn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

22、在某些实施方式中,所述分离的视蛋白5(opn5)与所述由seq id no:2所示的氨基酸序列(topn5)具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

23、所述分离的视蛋白5(opn5)可以用作方便的光遗传学工具,精确地激活细胞内gq信号传导和/或激活细胞。

24、第二方面,本专利技术涉及一种分离的核酸,其编码第一方面中所述的分离的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分离的光敏视蛋白,其用于激活Gq信号传导和/或激活细胞。

2.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其是来自生物体的分离的视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性。

3.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其与所述生物体中的野生型视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性。

4.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其是来自动物的分离的视蛋白5(Opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性。

5.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其与所述动物中的野生型视蛋白5(Opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性。

6.根据权利要求2所述的分离的视蛋,其中所述生物体是脊椎动物。

7.根据权利要求6所述的分离的视蛋白,其中所述脊椎动物是鸟类、爬行类、鱼类、两栖类或哺乳类动物,

8.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(Opn5)是来自鸡的分离的野生型视蛋白5(Opn5)或其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

9.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(Opn5)是来自海龟的分离的野生型视蛋白5(Opn5)或其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

10.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(Opn5)具有由SEQID NO:1所示的氨基酸序列(cOpn5)或其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

11.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(Opn5)具有由SEQID NO:2所示的氨基酸序列(tOpn5)或其片段或变体,并具有激活Gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

12.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述光具有360nm-520nm、优选地450-500、更优选地460-480nm的范围内,特别是470nm的波长。

13.一种分离的核酸,其编码根据权利要求1~12中任一项所述的分离的视蛋白。

14.一种嵌合基因,其包含权利要求13所述的分离的核酸序列,所述核酸序列可操作地连接到适合的调控序列。

15.一种载体,其包含根据权利要求13所述的分离的核酸或根据权利要求14所述的嵌合基因。

16.根据权利要求15所述的载体,其是真核载体、原核表达载体、病毒载体或酵母载体。

17.根据权利要求16所述的载体,其是单纯性疱疹病毒载体、痘苗病毒载体或腺病毒载体、腺相关病毒载体、反转录病毒载体或昆虫载体,优选地,其中所述载体是重组的AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVS、AAVO或AAV10。

18.根据权利要求17所述的载体,其是表达载体或基因治疗载体。

19.一种分离的细胞或细胞培养物,其包含根据权利要求13所述的分离的核酸、根据权利要求14所述的嵌合基因或根据权利要求15~18中任一项所述的载体。

20.根据权利要求1~12中任一项所述的分离的视蛋白、根据权利要求13所述的分离的核酸、根据权利要求14所述的嵌合基因、根据权利要求15~18中任一项所述的载体或根据权利要求19所述的分离的细胞或细胞培养物的用途,其用于治疗由激活Gq信号传导和/或激活细胞所介导的疾病或病症,或涉及激活Gq信号传导和/或激活细胞的疾病或病症。

21.一种在受试者中治疗由激活Gq信号传导和/或激活细胞所介导的疾病或病症,或涉及激活Gq信号传导和/或激活细胞的疾病或病症的方法,所述方法包括给药根据权利要求1~12中任一项所述的分离的视蛋白、根据权利要求13所述的分离的核酸、根据权利要求14所述的嵌合基因、根据权利要求15~18中任一项所述的载体或根据权利要求19所述的分离的细胞或细胞培养物。

22.根据权利要求21所述的方法,其中所述由激活Gq信号传导和/或激活细胞所介导的疾病或病症,或涉及激活Gq信号传导和/或激活细胞的疾病或病症包括但不限于从激活Gq信...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种分离的光敏视蛋白,其用于激活gq信号传导和/或激活细胞。

2.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其是来自生物体的分离的视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

3.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其与所述生物体中的野生型视蛋白、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

4.根据权利要求1所述的分离的视蛋白,其是来自动物的分离的视蛋白5(opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

5.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其与所述动物中的野生型视蛋白5(opn5)、其同源物、其直系同源物、其旁系同源物、其片段或变体具有至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性。

6.根据权利要求2所述的分离的视蛋,其中所述生物体是脊椎动物。

7.根据权利要求6所述的分离的视蛋白,其中所述脊椎动物是鸟类、爬行类、鱼类、两栖类或哺乳类动物,

8.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(opn5)是来自鸡的分离的野生型视蛋白5(opn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

9.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(opn5)是来自海龟的分离的野生型视蛋白5(opn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

10.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(opn5)具有由seqid no:1所示的氨基酸序列(copn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

11.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述分离的视蛋白5(opn5)具有由seqid no:2所示的氨基酸序列(topn5)或其片段或变体,并具有激活gq信号传导和/或激活细胞的活性;或者

12.根据权利要求4所述的分离的视蛋白,其中所述光具有360nm-520nm、优选地450-500、更优选地460-480nm的范围内,特别是470nm的波长。

13.一种分离的核酸,其编码根据权利要求1~12中任一项所述的分离的视蛋白。

14.一种嵌合基因,其包含权利要求13所述的分离的核酸序列,所述核酸序列可操作地连接到适合的调控序列。

15.一种载体,其包含根据权利要求13所述的分离的核酸...

【专利技术属性】
技术研发人员:于涛戴睿成翁丹玮罗敏敏
申请(专利权)人:健达九州北京生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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