[發明專利]基因編碼鈣探針GCaMP-X的設計與應用

有效

• 申請號: 201711188680.4
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107987171B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 劉曉冬;劉楠;楊亞雄;何元源
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;C12Q1/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明公開了優化改進版的基因編碼鈣探針GCaMP?X及其基本應用，該探針的組成包括：GCaMP蛋白；第一氨基酸序列；以及第二氨基酸序列，其中，所述第一氨基酸序列為能夠減弱未結合鈣離子的鈣調蛋白與L型鈣通道(LTCC)預結合能力的片段，所述第二氨基酸序列為定位序列(核內、核外等亞細胞區域)，所述第一氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的氮端，所述第二氨基酸序列位于所述GCaMP蛋白的碳端。優化版GCaMP?X探針相對于現有的GCaMP各版本，消除了對神經元LTCC及其所介導的興奮?轉錄耦聯的干擾作用，更客觀準確地測量神經元的鈣信號。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體地，涉及基因編碼的鈣離子濃度指示劑及其應用。

背景技術

基因編碼的鈣離子濃度指示劑(Genetically-Encoded Calcium Indicator，GECIs)是一類能夠在特定的細胞位置檢測Ca²⁺動力學的生物蛋白類指示劑。GECIs可被劃分為三類：(1)基于水母等發光蛋白的生物熒光指示劑，這類指示劑與基于熒光蛋白的指示劑在本質上是不同的，需要分子內一系列的化學反應產生熒光；(2)基于單熒光蛋白的指示劑，這類指示劑包含響應Ca²⁺的成分，如CaM。CaM與熒光蛋白融合，CaM與Ca²⁺的結合情況可以調節熒光基團的質子化程度，從而影響熒光基團的光譜性質。這類指示劑包括Camgaroos，GCaMPs，Pericams等；(3)基于雙熒光蛋白之間熒光共振能量轉移(Fluorescence Resonance Energy Transfer，FRET)的指示劑，這類指示劑也包含響應Ca²⁺的成分，如CaM或肌鈣蛋白。它們被插入兩個熒光蛋白之間，與Ca²⁺的結合可改變FRET的效率。這類指示劑包括Cameleons和TN-XXL等。

GECIs中應用最廣泛的一類指示劑是GCaMP，相比于其它類型的GECIs，其在胞內鈣離子信號檢測方面體現出更多的優勢，如熒光蛋白更穩定，耐光性更好，對Ca²⁺濃度變化的靈敏性更高，動力學更快等。

然而，目前的基因編碼的鈣離子濃度指示劑GCaMP仍有待優化。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種優化的GCaMP型基因編碼的鈣離子濃度指示劑。

需要說明的是，本發明是基于發明人的下列發現和工作而完成的：