[发明专利]基于可控相分离液滴控制细胞内mRNA定位和翻译过程的方法

权利要求书

1.一种对细胞内mRNA的定位和翻译过程进行控制的方法，其特征在于，在细胞内利用蛋白质的光控相分离过程形成凝聚体液滴，将特异的mRNA分子招募到液滴中抑制其翻译过程；对细胞的特定区域利用光照使液滴解散，从而在特定区域将mRNA从液滴中释放出来进行翻译，实现对该mRNA的定位和翻译过程的控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将具有相分离能力的天然无结构区域IDRs分别融合到PixELLs光遗传学系统的PixD和PixE蛋白上，获得可通过光控相分离过程形成凝聚体液滴的蛋白质。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PixD蛋白的氨基酸序列如序列表中SEQIDNo：1所示，所述PixE蛋白的氨基酸序列如序列表中SEQ ID No：3所示。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有相分离能力的天然无结构区域IDRs是FUS蛋白的N端区域或RNA聚合酶II的C端区域。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述FUS蛋白的N端区域的氨基酸序列如序列表中SEQ ID No：5所示。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述mRNA含有特异性的靶向序列，该靶向序列可以结合特定的锚定蛋白，而所述锚定蛋白与PixD或PixE构成融合蛋白，参与凝聚体的形成。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述靶向序列为PP7噬菌体操纵子茎环序列，相应的锚定蛋白是PP7噬菌体外壳蛋白；或者，所述靶向序列为MS2噬菌体操纵子茎环序列，相应的锚定蛋白是MS2噬菌体外壳蛋白。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在液体中富集抑制mRNA翻译过程的蛋白。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过光控细胞内液滴的聚合和解散实现对目标mRNA的定位和翻译过程的控制，包括如下步骤：

1)将具有相分离能力的天然无结构区域IDRs分别与光控蛋白模块PixD和PixE融合，构建融合蛋白IDR-PixD和IDR-PixE的表达载体，并转染进细胞内；

2)将锚定蛋白和光控蛋白模块PixD或PixE融合，构建锚定蛋白-PixD或锚定蛋白-PixE的融合蛋白表达载体，并转染进细胞内；

3)构建包含特异性靶向序列的目标mRNA的表达载体并转染进细胞内，其中所述特异性靶向序列可以和所述锚定蛋白发生相互作用，使目标mRNA结合所述锚定蛋白；

4)在无蓝光刺激的条件下，IDR-PixD和IDR-PixE聚集在一起，同时聚集了锚定蛋白-PixD或锚定蛋白-PixE，细胞内形成凝聚体液滴，将包含特异性靶向序列的目标mRNA招募进液滴中，mRNA的翻译过程被抑制；

5)使用区域化的蓝光光斑照射细胞内特定区域，使该特定区域的液滴解聚，释放出所包裹的mRNA，并在释放位置进行翻译过程。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤1)将抑制翻译过程的蛋白与IDR-PixD或IDR-PixE融合，构建表达载体并转染进细胞内。