[发明专利]用于内源性RNA成像的遗传编码传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于内源性RNA成像的遗传编码传感器，包括RNA传感模块和荧光蛋白报告模块，RNA传感模块为具有茎环构象的degApt，荧光蛋白报告模块为融合了荧光蛋白tDeg。靶标RNA可以在RNA传感模块中恢复degApt的活性构象，使荧光蛋白稳定化，从而对靶标RNA进行成像，可在活的哺乳动物细胞中对survivin mRNA和lncRNA MALAT‑1的表达和动态进行成像。本发明的用于内源性RNA成像的遗传编码传感器可以广泛应用于生物医学研究和临床治疗中活细胞和动物的RNA成像。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种用于内源性RNA成像的遗传编码传感器及其制备方法和应用。

背景技术

mRNA、microRNAs和长链非编码RNA(long noncoding RNAs,lncRNAs)等RNA在多种生物过程中发挥着重要的调控作用。RNA的丰度和亚细胞分布受到严格调控，其异常表达和定位与不同疾病的发展有关。RNA丰度和定位的成像和动态追踪对于理解其细胞功能和疾病治疗至关重要。传统的RNA动力学成像方法主要有两种，标记RNA结合蛋白的荧光蛋白和基于DNA的杂交探针。然而，这些方法具有一定局限性，如荧光蛋白融合蛋白过度表达导致背景较高和生物递送效率低。

新型的遗传编码分子工具为RNA成像提供了一种高对比度和低背景干扰的平台，使用能够特异性结合非荧光小分子染料并使其荧光开启的点亮RNA是一种有效的方法。靶标 RNA可以通过基因工程标记点亮RNA，并通过激活染料-适配体复合物的荧光信号对其进行追踪。基于点亮RNA的劈开或结构转换进行基因工程设计的RNA传感器已实现对内源性RNA的直接成像。点亮RNA方法存在一个内在限制，即染料不是遗传编码的，需要外源添加以进行RNA成像。最近，利用荧光蛋白与基于Tat肽的降解子融合，发展了一种RNA适配体稳定荧光蛋白的新概念。融合降解子的荧光蛋白迅速降解，但是当加入能够结合Tat肽的RNA适配体之后降解子功能被破坏，荧光蛋白稳定并发出荧光。然而，这种荧光蛋白策略需要通过插入与降解子结合的RNA基序对靶标DNA进行基因改造，开发用于内源性RNA 直接成像的荧光蛋白方法仍然具有很大挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，面对急需解决的问题，本发明提供了一种新型遗传编码传感器，通过使用RNA构象转换诱导荧光蛋白稳定化并发出荧光，能够对内源性RNA进行多色成像和信号放大。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于内源性RNA成像的遗传编码传感器(csiFP 传感器)，包括RNA传感模块和荧光蛋白报告模块，所述RNA传感模块为具有茎环构象的 degApt，所述荧光蛋白报告模块为融合了荧光蛋白tDeg。

上述的csiFP传感器，进一步的，所述具有茎环构建的degApt为degAptE1、degAptE2、 degAptE3和degAptE4中的一种；所述degAptE1的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述 degAptE2的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，所述degAptE3的核苷酸序列如SEQID NO.3 所示，所述degAptE4的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。

上述的csiFP传感器，进一步的，所述具有茎环构象的degApt使用tRNA_lys支架保护，使用tRNA_lys支架保护的degAptE 3的DNA序列如SEQ ID NO.5所示。

上述的csiFP传感器，进一步的，所述具有茎环构象的degApt使用环状RNA保护，使用环状RNA保护的degAptE 3的DNA序列如SEQ ID NO.6所示。

上述的csiFP传感器，进一步的，所述RNA传感模块为环状RNA，所述环状RNA包括两个响应靶标RNA的degAptE 3传感模块，所述环状RNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.7 所示。