[发明专利]一种无膜转录调控器及其在精准调控基因表达中的应用

权利要求书

1.一种无膜转录调控器，其特征在于，其为以下任一：

(1)由启动子启动两个或两个以上元器件组表达，元器件组间通过可剪切linker连接；

元器件组1中含有第一相互作用蛋白，报告蛋白，第一多价多肽或内在无序序列；元器件组2中含有第二相互作用蛋白，转录因子，第二多价多肽或内在无序序列；

所述相互作用蛋白与其他元器件组内的相互作用蛋白能够发生蛋白-蛋白相互作用形成异源二聚或异源多聚；所述多价多肽与同一元器件组内的多价多肽通过螺旋-螺旋相互作用形成同源多价聚合体；在同一元器件组内，多价多肽与相互作用蛋白耦合；

(2)由启动子启动一个元器件组表达；所述元器件组含有同源相互作用蛋白，转录因子，多价多肽或内在无序序列；所述螺旋肽段或者内在无序序列提供多价相互作用；所述同源相互作用蛋白能够相互作用形成同源二聚或同源多聚；

所述内在无序序列提供多价相互作用，为转录因子或转录相关元件实现多聚提供条件。

2.根据权利要求1所述的无膜转录调控器，其特征在于，所述可剪切linker为T2A、P2A、E2A或F2A。

3.根据权利要求1所述的无膜转录调控器，其特征在于，(1)中所述异源二聚或异源多聚通过诱导二聚或多聚的系统实现，所述诱导二聚或多聚的系统包括Rapamycin诱导的FKBP-Frb异源二聚系统，ABA诱导的PYL-ABI异源二聚系统，或光诱导的Cry2聚集系统；(2)所述同源二聚或同源多聚包括B/B Homodimerizer诱导的DmrB同源二聚系统和光诱导的Cry2聚集系统。

4.根据权利要求1-3任一所述的无膜转录调控器，其特征在于，所述多价多肽为可以提供多价相互作用的蛋白质或多肽序列。

5.根据权利要求1-4任一所述的无膜转录调控器，其特征在于，启动子启动两个元器件组表达，元器件组1中含有FKBP蛋白，报告蛋白，第一多价多肽；元器件组2中含有Frb蛋白，报告蛋白，转录因子，第二多价多肽；或

元器件组1中含有Frb蛋白，报告蛋白，第一多价多肽；元器件组2中含有FKBP蛋白，报告蛋白，转录因子，第二多价多肽；或

所述启动子为EF1a，

和/或所述转录因子为rtTA-VP16或其多重转录激活域串联；

和/或所述多价多肽分别为HOTag1、HOTag2、HOTag3、HOTag4、HOTag5、HOTag6和/或HOTag7。

6.根据权利要求1-5所述的无膜转录调控器，其特征在于，所述无膜转录调控器的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

7.一种核酸构建体，其特征在于，编码权利要求1-6任一所述的无膜转录调控器，优选所述核酸构建体的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

8.一种产品，其特征在于，含有权利要求7所述的核酸构建体，所述产品为表达盒、表达载体、细胞、工程菌株、药物、转录因子聚集系统。

9.权利要求1-7任一所述的无膜转录调控器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建转录因子聚集或相分离系统，实现非线性转录调控；

(2)利用多价相互作用的蛋白质或多肽序列，提供转录因子多聚骨架；或利用蛋白质无序性促进转录因子聚集；

(3)利用可诱导的蛋白-蛋白相互作用，实现转录因子聚集程度可调；

(4)基于转录因子聚集程度可调性能，实现转录因子非线性激活能量可调，包括激活下游基因的半饱和浓度降低和转录激活的希尔系数增大。

10.根据权利要求1-7任一所述的无膜转录调控器或权利要求8所述的产品的以下任一所述的应用：

(1)在调控转录因子或其他转录调控元件聚集中的应用；

(2)在激活下游基因表达能力中的应用；

(3)在增强下游基因转录爆发中的应用；

(4)在构建高效、精准的基因表达调控体系中的应用；

(5)在蛋白生产或实现底盘细胞器的定量化输出中的应用；

(6)借助非线性转录调控机制，实现细胞分化或转分化方向的应用；

(7)在提高生物反应效率中的应用，包括在合成元器件的底盘细胞通用性、标准化组装、或快速迭代中的应用；

(8)在制备基于非线性转录因子设计的细胞治疗和基因治疗药物中的应用。