工程化的光激活阴离子通道蛋白及其使用方法技术

本公开的方面包括用于靶细胞中动作电位的光遗传调节的组合物、装置、系统和方法。主题装置包括光产生装置、控制装置和用于向靶细胞递送光响应多肽或编码所述多肽的核酸的递送装置。主题组合物和系统包括光激活多肽、包含编码这些多肽的核苷酸序列的核酸，以及促进这些多肽在靶细胞中的表达的表达系统。还提供了使用所述主题装置和系统的方法，以便以光遗传学方式操纵靶细胞中的动作电位，例如以便治疗人或动物受试者中的神经病学或精神病学病状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年3月28日提交的美国临时专利申请序号61/972,182的申请日的优先权益；所述申请的公开内容以引用方式整体并入本文。以引用方式并入以文本文件形式提供的序列表特此提供作为2015年3月27日创建的文本文件“STAN-1115WOSeqList_ST25.txt”的序列表，并且其大小为449KB。文本文件的内容以引用方式整体并入本文。引言光遗传学是指用来以与运行完整生物系统保持同步所需的瞬时精度(毫秒时间尺度)控制靶细胞中的特定事件的遗传方法和光学方法的组合。光遗传学涉及将快速光响应(light-responsive)离子通道或泵蛋白引入目标细胞的质膜中以便允许瞬时精确地操纵膜电位，同时通过使用特异性靶向机制诸如组织特异性启动子来维持细胞类型分辨性(cell-typeresolution)。使用光来使靶细胞中的电活性沉默是光遗传学的主要目标。直接移动离子以实现沉默的可用的光遗传蛋白经常是无效的，仅仅泵送单个离子/光子穿过细胞膜，而不是允许许多离子/光子流过离子通道孔。在本领域中需要改进的光响应离子通道。概述本公开的方面包括用于靶细胞中动作电位的光遗传调节的组合物、装置、系统和方法。主题装置包括光产生装置、控制装置和用于向靶细胞递送光响应多肽或编码所述多肽的核酸的递送装置。主题组合物和系统包括光激活多肽、包含编码这些多肽的核苷酸序列的核酸，以及促进这些多肽在靶细胞中的表达的表达系统。还提供了使用所述主题装置和系统的方法，以便以光遗传学方式操纵靶细胞中的动作电位，例如以便治疗人或动物受试者中的神经病学或精神病学病状。本公开提供光激活多肽，所述光激活多肽包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。本公开提供包含编码光激活多肽的核苷酸序列的核酸，所述光激活多肽包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。本公开提供包含核酸的重组表达载体，所述核酸包含编码光激活多肽的核苷酸序列，所述光激活多肽包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。在一些情况下，所述多肽用作光激活氯阴离子通道。在一些情况下，所述多肽包含与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相同或者100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。在一些情况下，前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。在一些情况下，位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。在一些情况下，位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。在一些情况下，所述多肽包含如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。在一些情况下，所述多肽包含与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相同或者100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代；在一些情况下，前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)；在一些情况下，位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基；在一些情况下，位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。在一些情况下，所述多肽包含如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。在一些情况下，所述多肽包含与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相同或者100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代；在一些情况下，前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)；在一些情况下，位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基；在一些情况下，位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。在一些情况下，所述多肽包含如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。在一些情况下，所述多肽包含与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相同或者100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代；在一些情况下，位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基；在一些情况下，位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。在一些情况下，所述多肽包含如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。本公开提供包含：a)核酸，其包含编码如本文以上和别处所述的光激活多肽的核苷酸序列；以及b)药学上可接受的载剂的药物组合物。本公开提供包含：a)如本文以上和别处所述的光激活多肽；以及b)药学上可接受的载剂的药物组合物。本公开提供包含核酸的细胞，所述核酸包含编码如本文以上和别处所述的光激活多肽的核苷酸序列。本公开提供包含重组表达载体的细胞，所述重组表达载体包含核酸，所述核酸包含编码如本文以上和别处所述的光激活多肽的核苷酸序列。本公开提供用于调节细胞的膜电位的系统，所述系统包含：核酸，其编码包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道；以及装置，其被配置来用光照亮靶位置。在一些情况下，所述多肽用作光激活氯离子通道。在一些情况下，所述多肽包含与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相同或者100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。在一些情况下，前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。在一些情况下，位置167处的半胱氨酸残基变为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光激活多肽，其包含与SEQ ID NO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 61/972,1821.一种光激活多肽，其包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。2.一种核酸，其包含编码如权利要求1所述的多肽的核苷酸序列，或者一种重组表达载体，其包含核酸，所述核酸包含编码如权利要求1所述的多肽的核苷酸序列。3.根据权利要求1所述的多肽，其中所述多肽用作光激活氯阴离子通道。4.根据权利要求1所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。5.根据权利要求4所述的多肽，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。6.根据权利要求4所述的多肽，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。7.根据权利要求4所述的多肽，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。8.根据权利要求4所述的多肽，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。9.根据权利要求1所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。10.根据权利要求9所述的多肽，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。11.根据权利要求9所述的多肽，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。12.根据权利要求9所述的多肽，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。13.根据权利要求9所述的多肽，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。14.根据权利要求1所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。15.根据权利要求14所述的多肽，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。16.根据权利要求14所述的多肽，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。17.根据权利要求14所述的多肽，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。18.根据权利要求14所述的多肽，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。19.根据权利要求1所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。20.根据权利要求19所述的多肽，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。21.根据权利要求19所述的多肽，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。22.根据权利要求19所述的多肽，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。23.一种药物组合物，其包含如权利要求2所述的核酸和药学上可接受的载剂。24.一种细胞，其包含如权利要求2所述的核酸或如权利要求2所述的重组表达载体。25.一种系统，其用于调节细胞的膜电位，所述系统包含：核酸，其编码包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道；以及装置，其被配置来用光照亮靶位置。26.根据权利要求25所述的系统，其中所述多肽用作光激活氯离子通道。27.根据权利要求25所述的系统，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。28.根据权利要求27所述的系统，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。29.根据权利要求27所述的系统，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。30.根据权利要求27所述的系统，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。31.根据权利要求27所述的系统，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。32.根据权利要求25所述的系统，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。33.根据权利要求32所述的系统，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。34.根据权利要求32所述的系统，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。35.根据权利要求32所述的系统，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。36.根据权利要求32所述的系统，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。37.根据权利要求25所述的系统，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。38.根据权利要求37所述的系统，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。39.根据权利要求37所述的系统，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。40.根据权利要求37所述的系统，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。41.根据权利要求37所述的系统，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。42.根据权利要求25所述的系统，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。43.根据权利要求42所述的系统，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。44.根据权利要求42所述的系统，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。45.根据权利要求42所述的系统，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。46.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置被配置来用具有范围为约350至约750nm的波长的光照亮所述靶位置。47.根据权利要求46所述的系统，其中所述装置被配置来用具有范围为约450至约500nm的波长的光照亮所述靶位置。48.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置被配置来用光不断地照亮所述靶位置。49.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置被配置来用光脉冲照亮所述靶位置。50.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置被配置来调节所述光的波长和/或强度。51.根据权利要求49所述的系统，其中所述装置被配置来调节所述光脉冲的频率和/或持续时间。52.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置被配置来响应于用户输入照亮所述靶位置。53.根据52所述的系统，其中所述用户输入包括：光的波长、光的强度、光脉冲的持续时间、光脉冲的频率和/或所述靶位置。54.根据权利要求25所述的系统，其中所述装置适于植入受试者中。55.根据权利要求25所述的系统，其中所述靶位置为：细胞、细胞的一部分、多个细胞、神经纤维束、神经肌肉接头、中枢神经系统(CNS)组织、周围神经系统(PNS)组织或解剖区域。56.一种方法，其用于响应于光而调节细胞的膜电位，所述方法包括：将细胞暴露于具有激活波长的光下，其中所述细胞用核酸来遗传修饰，所述核酸编码包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。57.根据权利要求56所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。58.根据权利要求57所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。59.根据权利要求57所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。60.根据权利要求57所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。61.根据权利要求57所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。62.根据权利要求56所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。63.根据权利要求62所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。64.根据权利要求62所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。65.根据权利要求62所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。66.根据权利要求62所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。67.根据权利要求56所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。68.根据权利要求67所述的方法，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。69.根据权利要求67所述的方法，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。70.根据权利要求67所述的方法，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。71.根据权利要求67所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。72.根据权利要求56所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。73.根据权利要求72所述的方法，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。74.根据权利要求72所述的方法，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。75.根据权利要求72所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。76.一种治疗受试者中的病状的方法，所述方法包括：用核酸来遗传修饰所述受试者的靶细胞，所述核酸编码包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道；以及将所述靶细胞暴露于具有激活波长的光下以治疗所述受试者的所述病状。77.根据权利要求76所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。78.根据权利要求77所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。79.根据权利要求77所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。80.根据权利要求77所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。81.根据权利要求77所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。82.根据权利要求76所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。83.根据权利要求82所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。84.根据权利要求82所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。85.根据权利要求82所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。86.根据权利要求82所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。87.根据权利要求76所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。88.根据权利要求87所述的方法，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。89.根据权利要求87所述的方法，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。90.根据权利要求87所述的方法，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。91.根据权利要求87所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。92.根据权利要求76所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。93.根据权利要求92所述的方法，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。94.根据权利要求92所述的方法，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。95.根据权利要求92所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。96.根据权利要求76所述的方法，其中所述靶细胞为神经细胞。97.一种抑制神经细胞或其部分中动作电位的形成的方法，所述方法包括：用核酸来遗传修饰所述神经细胞，所述核酸编码包含与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的氨基酸序列的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道；以及将所述神经细胞的至少一部分暴露于具有激活波长的光下以抑制所述神经细胞或其部分中动作电位的形成。98.根据权利要求97所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。99.根据权利要求98所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。100.根据权利要求98所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。101.根据权利要求98所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。102.根据权利要求98所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。103.根据权利要求97所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。104.根据权利要求103所述的方法，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。105.根据权利要求103所述的方法，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。106.根据权利要求103所述的方法，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。107.根据权利要求103所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。108.根据权利要求97所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。109.根据权利要求108所述的方法，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。110.根据权利要求108所述的方法，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。111.根据权利要求108所述的方法，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。112.根据权利要求108所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。113.根据权利要求97所述的方法，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。114.根据权利要求113所述的方法，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。115.根据权利要求113所述的方法，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。116.根据权利要求113所述的方法，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。117.一种试剂盒，其包含：核酸，其编码与SEQIDNO:1、23、34或56至少58％相同的多肽，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。118.根据权利要求117所述的试剂盒，其中所述多肽具有与SEQIDNO:1中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、T285N、V281K和/或N297Q的氨基酸取代。119.根据权利要求118所述的试剂盒，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。120.根据权利要求118所述的试剂盒，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。121.根据权利要求118所述的试剂盒，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。122.根据权利要求118所述的试剂盒，其中所述多肽具有如SEQIDNO:1-22中的任一个中所提供的氨基酸序列。123.根据权利要求117所述的试剂盒，其中所述多肽具有与SEQIDNO:34中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T98S、E129S、E140S、E162S、V156K、H173R、A285N、P281K和/或N297Q的氨基酸取代。124.根据权利要求123所述的试剂盒，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。125.根据权利要求123所述的试剂盒，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。126.根据权利要求123所述的试剂盒，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。127.根据权利要求123所述的试剂盒，其中所述多肽具有如SEQIDNO:34-55中的任一个中所提供的氨基酸序列。128.根据权利要求117所述的试剂盒，其中所述多肽具有与SEQIDNO:56中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ReaChR的氨基酸序列(SEQIDNO:81)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自T99S、E130S、E141S、E163S、V157K、H174R、A286N、P282K和/或N298Q的氨基酸取代。129.根据权利要求128所述的试剂盒，其中前51个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。130.根据权利要求128所述的试剂盒，其中位置168处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。131.根据权利要求128所述的试剂盒，其中位置196处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。132.根据权利要求128所述的试剂盒，其中所述多肽具有如SEQIDNO:56-77中的任一个中所提供的氨基酸序列。133.根据权利要求117所述的试剂盒，其中所述多肽具有与SEQIDNO:23中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于ChR2的氨基酸序列(SEQIDNO:79)包含1、2、3、4、5、6、7、8或9个选自A59S、E90S、E101S、E123S、Q117K、H134R、V242K、T246N和/或N258Q的氨基酸取代。134.根据权利要求133所述的试剂盒，其中位置128处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。135.根据权利要求133所述的试剂盒，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基或天冬酰胺残基。136.根据权利要求133所述的试剂盒，其中所述多肽具有如SEQIDNO:23-33中的任一个中所提供的氨基酸序列。137.根据权利要求117所述的试剂盒，其还包括被配置来用光照亮靶位置的装置。138.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置被配置来用具有范围为约350至约750nm的波长的光照亮所述靶位置。139.根据权利要求138所述的试剂盒，其中所述装置被配置来用具有范围为约450至约500nm的波长的光照亮所述靶位置。140.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置被配置来用光不断地照亮所述靶位置。141.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置被配置来用光脉冲照亮所述靶位置。142.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置被配置来调节所述光的波长和/或强度。143.根据权利要求141所述的试剂盒，其中所述装置被配置来调节所述光脉冲的频率和/或持续时间。144.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置被配置来响应于用户输入照亮所述靶位置。145.根据权利要求144所述的试剂盒，其中所述用户输入包括：光的波长、光的强度、光脉冲的持续时间、光脉冲的频率和/或待被所述光照亮的所述靶位置。146.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述装置适于植入受试者中。147.根据权利要求137所述的试剂盒，其中所述靶位置为：细胞、细胞的一部分、多个细胞、神经纤维束、神经肌肉接头、中枢神经系统(CNS)组织、周围神经系统(PNS)组织或解剖区域。148.一种光激活多肽，其包含与SEQIDNO:94、116、127或149至少60％相同的氨基酸序列，其中所述多肽用作光激活阴离子通道。149.一种核酸，其包含编码如权利要求148所述的多肽的核苷酸序列，或者一种重组表达载体，其包含核酸，所述核酸包含编码如权利要求148所述的多肽的核苷酸序列。150.根据权利要求148所述的多肽，其中所述多肽用作光激活氯阴离子通道。151.根据权利要求148所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:94中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1C2的氨基酸序列(SEQIDNO:78)包含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个选自T98S、E122N、E129Q、E140S、V156R、E162S、V281R、T285N、N297Q和/或E312S的氨基酸取代。152.根据权利要求151所述的多肽，其中前50个N端氨基酸残基被以下氨基酸残基置换：MDYGGALSAVG(SEQIDNO:82)。153.根据权利要求151所述的多肽，其中位置167处的半胱氨酸残基变为苏氨酸、丙氨酸或丝氨酸残基。154.根据权利要求151所述的多肽，其中位置195处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基、天冬酰胺残基或半胱氨酸残基。155.根据权利要求152所述的多肽，其中位置156处的天冬氨酸残基变为丙氨酸残基、天冬酰胺残基或半胱氨酸残基。156.根据权利要求151所述的多肽，其中所述多肽具有如SEQIDNO:94-115中的任一个中所提供的氨基酸序列。157.根据权利要求148所述的多肽，其中所述多肽具有与SEQIDNO:127中提供的氨基酸序列至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％或100％相同的氨基酸序列，并且相对于C1V1的氨基酸序列(SEQIDNO:80)包含1、2、3、4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·戴瑟罗斯，S·Y·李，C·拉马卡利施南，A·伯恩特，
申请(专利权)人：斯坦福大学托管董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US