[发明专利]用于绘制胞内相图的高通量方法和系统

说明书

公开了一种用于绘制或筛选生物分子相互作用的高通量方法和系统，其中所述方法包括提供多个细胞，或在一些实例中提供纯化的蛋白本身，其表达相分离或聚集系统，包括能够由至少一个波长的光控制的那些，其中所述相分离或聚集系统包含可能融合至荧光蛋白的靶蛋白。将所述细胞置于孔中，然后将化学和/或生物试剂引入所述孔中。然后，可以用控制所述相分离或聚集系统的所述波长来照射所述孔，然后所述孔被照射以使得所述荧光蛋白或荧光团发出荧光，然后可以基于样品的第一区和第二区内的荧光量来量化相分离或聚集，所述第一区包含浓缩物和所述第二区不包含浓缩物。还公开了一种利用非光学控制的相分离或聚集系统的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年09月20日提交的美国临时申请号62/734,063的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

这总体上涉及蛋白的诱导成簇，更具体地，涉及通过诱导相分离来检测生物分子相互作用或绘制(mapping)细胞内相图的高通量方法，所述诱导相分离通过例如光学控制蛋白的成簇来进行。

序列表

本文以电子方式提交的序列表的全部内容也通过引用并入本文(文件名：PRIN-60176b_ST25.txt；创建日期：2019年09月18日；文件大小：1,844字节)。

背景技术

液相-液相分离(LLPS)是用于组织细胞内容物的基本机制。如今，认为LLPS对于驱动各种无膜浓缩物的组装非常重要，包括胞质结构，如胚(P)颗粒、应激颗粒、miRISC组装和突触支架。LLPS似乎还是包括核仁以及可能很多其他的在内的核体生物合成的基础。相关的液相到固相的转变也与病理性蛋白聚集的各种疾病有关。胞内相变源自弱的多价相互作用，通常由固有的无序蛋白/区域(IDP/IDR)介导，其与低复杂性序列和朊病毒样结构域密切相关。

因此，需要一种鉴定影响细胞内相分离的试剂的方法，而相分离本身可以作为基础生物分子修饰及其调节剂的读取(readout)。

发明内容

公开了一种用于绘制或筛选胞内相互作用的高通量方法。该方法涉及提供被配置为表达能够由至少一个波长的光控制的相分离或聚集系统的细胞，其中所述相分离或聚集系统包含靶蛋白，以及优选地，荧光蛋白(例如，GFP、mCherry等)。靶蛋白是相分离或聚集系统中的蛋白，通过所公开的筛选方法可以识别出调节其相分离行为的试剂，并且其通常是能够通过自身相互作用(例如，FUS-FUS相互作用)，或异型(非自身)相互作用的网络(例如，G3BP-Caprin相互作用)来驱动相分离的蛋白。这些相分离或聚集系统在被激活时使靶分子或一类靶分子发生相分离或聚集。例如，来自核蛋白(如BRD4、FUS和TAF15)相的内在无序区域分离成液体浓缩物，其优选在低密度常染色质区中形成，并且随着染色质生长而机械地将其排除。

在一些实施方式中，相分离或聚集系统可以是optoDroplet系统(参见美国专利公开号2017/0355977，其全部内容通过引用并入本文)，CasDrop系统(参见PCT/US2019/014666，其全部内容通过引用并入本文)，Corelet系统(参见美国专利公开号2018/0251497，其全部内容通过引用并入本文)或者PixELL系统(参见Dine等，“Protein PhaseSeparation Provides Long-Term Memory of Transient Spatial Stimuli”,CellSystems 6,655-663 2018年06月27日，其全部内容通过引用并入本文)。