БИОСЕНСОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ БЫСТРОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ

1. Система быстрого обнаружения определяемых компонентов, содержащая:
(a) живую, генномодифицированную биосенсорную клетку, причем живая генномодифицированная биосенсорная клетка получена из клеточного компонента иммунной системы млекопитающих;
(b) репортерный белок, причем репортерный белок встроен внутрь и экспрессируется живой генномодифицированной биосенсорной клеткой, и при этом репортерный белок испускает поддающийся обнаружению сигнал в ответ на определенные, заранее заданные цитозольные изменения в живой генномодифицированной биосенсорной клетке;
(c) путь передачи сигнала, встроенный или естественным образом присутствующий в живой генномодифицированной биосенсорной клетке, причем путь передачи сигнала контролирует биологический процесс внутри цитозоля живой генномодифицированной биосенсорной клетки, и при этом биологический процесс, когда он происходит, вызывает испускание репортерным белком поддающегося обнаружению сигнала;
(d) по меньшей мере один тип детекторной молекулы, причем каждая детекторная молекула адаптирована для связывания с конкретным определяемым компонентом;
(e) по меньшей мере один определяемый компонент, причем этот по меньшей мере один определяемый компонент связывается с детекторной молекулой, которая является специфичной в отношении этого определяемого компонента;
(f) множество трансмембранных элементов, передающих сигнал, не являющихся антителами, экспрессируемые живой генномодифицированной биосенсорной клеткой, причем каждый элемент, передающий сигнал, адаптирован для восприятия детекторной молекулы; и
(g) при этом при связывании достаточного количества определяемых компонентов с достаточным количеством детекторных молекул, которые сами по себе связаны с трансмембранными элементами, передающими сигнал, не являющимися антителами, на поверхности биосенсорной клетки происходит агрегация элементов, передающих сигнал, путь передачи сигнала активируется, происходит биологический процесс и репортерный белок испускает обнаруживаемый сигнал.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что живая генномодифицированная клетка получена из В-клетки или Т-клетки, репортерный белок является экворином, путь передачи сигнала включает повышение уровня внутриклеточного кальция, детекторная молекула представляет собой антитело, которое связывается с пищевым патогеном, определяемый компонент является пищевым патогеном, а множество элементов, передающих сигнал, адаптировано для восприятия антитела посредством связывания с участком бактериального белка, связывающегося с IgG.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что биосенсорная клетка получена из В-клетки или Т-клетки.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что репортерный белок является экворином, а поддающийся обнаружению сигнал представляет собой вспышку синего света.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что биологический процесс, контролируемый путем передачи сигнала, дополнительно включает повышение уровня внутриклеточного кальция.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, является химерным слитым белком, экспрессируемым биосенсорной клеткой, причем этот химерный белок дополнительно содержит:
(a) по меньшей мере один компонент белка, который адаптирован для связывания с по меньшей мере одним типом детекторной молекулы; а также
(b) по меньшей мере один компонент рецепторного комплекса, обычно экспрессируемого на поверхности того типа иммуноцитов, из которого была получена биосенсорная клетка.
7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один компонент белка, который адаптирован для связывания с по меньшей мере одним типом детекторной молекулы, получен из бактериального белка, связывающегося с антителом.
8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один компонент белка, который адаптирован для связывания с детекторной молекулой по меньшей мере одного типа, представляет собой домен связывания с антителом, полученный из рецепторного белка FcR или другого рецепторного белка.
9. Система по п. 6, отличающаяся тем, что по меньшей мере один компонент рецепторного комплекса, обычно экспрессируемый на поверхности иммуноцита, представляет собой IgM; Igα/β; IgE; CD19; CD3ζ или их комбинации.
10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, кодируется последовательностью ДНК, обладающей по меньшей мере 95% идентичностью с последовательностью ДНК, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11 и 17.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, является химерным слитым белком, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 18.
12. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна детекторная молекула представляет собой растворимое антитело.
13. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна детекторная молекула представляет собой растворимый IgG.
14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что определяемый компонент является пищевым инфекционным агентом.
15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что определяемый компонент представляет собой бактерию или вирус.
16. Способ обнаружения определяемого компонента, включающий приведение образца, содержащего определяемый компонент, в контакт с системой по п. 1, и обнаружение определяемого компонента при испускании сигнала репортерным белком.
17. Способ получения системы по п. 1, включающий трансфекцию или трансформацию иммуноцита одним или несколькими полинуклеотидами, кодирующими элементы (b), (с) и (f) системы.
18. Система быстрого обнаружения определяемых компонентов, содержащая:
(а) живую генномодифицированную биосенсорную клетку, причем живая генномодифицированная биосенсорная клетка получена из клеточного компонента иммунной системы млекопитающего, и при этом живая генномодифицированная биосенсорная клетка экспрессирует множество рецепторных молекул по меньшей мере одного заданного типа на своей поверхности;
(b) репортерный белок, причем репортерный белок встроен внутрь и экспрессируется живой генномодифицированной биосенсорной клеткой, и при этом репортерный белок испускает поддающийся обнаружению сигнал в ответ на определенные, заранее заданные цитозольные изменения в живой генномодифицированной биосенсорной клетке;
(c) путь передачи сигнала, встроенный или естественным образом присутствующий в живой генномодифицированной биосенсорной клетке, причем путь передачи сигнала контролирует биологический процесс в цитозоле живой генномодифицированной биосенсорной клетки, и при этом биологический процесс, когда он происходит, вызывает испускание репортерным белком поддающегося обнаружению сигнала;
(d) по меньшей мере один тип детекторной молекулы, причем каждая детекторная молекула адаптирована для связывания с конкретным определяемым компонентом;
(e) по меньшей мере один определяемый компонент, причем этот по меньшей мере один определяемый компонент связывается с детекторной молекулой, которая является специфичной в отношении этого определяемого компонента;
(f) множество растворимых элементов, не являющихся антителами, передающих сигнал, причем каждый растворимый элемент, передающий сигнал, адаптирован для связывания с рецепторной молекулой на поверхности живой генномодифицированной биосенсорной клетки и детекторной молекулой; и
(g) при этом при связывании достаточного количества определяемого компонента с достаточным количеством детекторных молекул с достаточным количеством элементов, не являющихся антителами, передающих сигнал, которые сами по себе связаны с рецепторными молекулами на клеточной поверхности, происходит агрегация рецепторных молекул, активируется путь передачи сигнала, происходит биологический процесс, и репортерный белок испускает обнаруживаемый сигнал.
19. Система по п. 15, отличающаяся тем, что биосенсорная клетка получена из тучной клетки.
20. Система по п. 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере один заранее определенный тип рецепторной молекулы, экспрессируемый на поверхности биосенсорной клетки, представляет собой FcεRI.
21. Система по п. 18, отличающаяся тем, что репортерный белок является экворином, а поддающийся обнаружению сигнал представляет собой вспышку синего света.
22. Система по п. 18, отличающаяся тем, что биологический процесс, контролируемый путем передачи сигнала, дополнительно включает повышение уровня внутриклеточного кальция.
23. Система по п. 18, отличающаяся тем, что каждый элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, является растворимым химерным слитым белком, который содержит бактериальный домен связывания с IgG, слитый с константным доменом IgE с помощью линкера GSASGSG (SEQ ID NO: 19).
24. Система по п. 18, отличающаяся тем, что каждый элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, представляет собой растворимый химерный слитый белок, содержащий домен связывания с антителом FcyRI, слитый с константным доменом IgE с помощью линкера GSASGSG (SEQ ID NO: 19).
25. Система по п. 18, отличающаяся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, кодируется последовательностью ДНК, обладающей по меньшей мере 95% идентичностью последовательности ДНК, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO: 13 и 15.
26. Система по п. 18, отличающаяся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, представляет собой химерный слитый белок, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14 и 16.
27. Система по п. 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна детекторная молекула представляет собой растворимое антитело.
28. Система по п. 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна детекторная молекула является растворимым IgG.
29. Система по п. 18, отличающаяся тем, что определяемый компонент является пищевым инфекционным агентом.
30. Система по п. 18, отличающаяся тем, что определяемый компонент представляет собой бактерию или вирус.
31. Способ детектирования определяемого компонента, включающий приведение образца, содержащего определяемый компонент, в контакт с системой по п. 18 и обнаружение определяемого компонента при испускании сигнала репортерным белком.
32. Способ получения системы по п. 18, включающий трансфекцию или трансформацию иммуноцита одним или несколькими полинуклеотидами, кодирующими элементы (b), (с) и (f) системы.
33. Биосенсор для быстрого обнаружения определяемых компонентов, содержащий:
(a) живую генномодифицированную клетку, причем живая генномодифицированная клетка получена из иммуноцита;
(b) репортерный белок, причем репортерный белок встроен внутрь и экспрессируется иммуноцитом, и при этом репортерный белок испускает поддающийся обнаружению сигнал в ответ на определенные, заранее заданные цитозольные изменения в иммуноците;
(c) путь передачи сигнала, встроенный или естественным образом присутствующий внутри иммуноцита, причем путь передачи сигнала контролирует биологический процесс в цитозоле иммуноцита, и при этом биологический процесс, когда он происходит, вызывает испускание поддающегося обнаружению сигнала; а также
(d) множество элементов, не являющихся антителами, передающих сигнал, которые непосредственно связываются с определяемым компонентом в анализируемом образце или которые опосредованно связываются с определяемым компонентом в анализируемом образце через комплекс определяемого компонента и по меньшей мере одного антитела или другой детекторной молекулы, причем связанные элементы, не являющиеся антителами, передающие сигналы, в дальнейшем взаимодействуют с биосенсорной клеткой, чтобы прямо или косвенно активировать путь передачи сигнала.
34. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что дополнительно содержит множество рецепторных молекул по меньшей мере одного определенного типа, экспрессируемых на поверхности генномодифицированной клетки, причем по меньшей мере один заранее определенный тип рецепторной молекулы взаимодействует с путем передачи сигнала, и при этом по меньшей мере один заранее определенный тип рецепторной молекулы связывается с элементами, не являющимися антителами, передающими сигнал.
35. Биосенсор по п. 34, отличающийся тем, что по меньшей мере один заранее определенный тип рецепторных молекул, экспрессируемый на поверхности генномодифицированной клетки, представляет собой FcεRI.
36. Биосенсор по п. 33, дополнительно содержащий по меньшей мере одно экзогенное антитело или другую детекторную молекулу, адаптированную для взаимодействия с элементами, передающими сигнал, не являющимися антителами, причем по меньшей мере одно экзогенное антитело или другая детекторная молекула также адаптированы для связывания с конкретным определяемым компонентом.
37. Биосенсор по п. 36, отличающийся тем, что по меньшей мере одно экзогенное антитело является растворимым IgG.
38. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что иммуноцит является В-клеткой, Т-клеткой или тучной клеткой.
39. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элементы, не являющиеся антителами, передающие сигнал, экспрессируются генномодифицированной клеткой в виде трансмембранных химерных слитых белков.
40. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элементы, не являющиеся антителами, передающие сигнал, вырабатываются генномодифицированной клеткой, а затем выводятся из генномодифицированной клетки в виде растворимых слитых белков.
41. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что репортерный белок является экворином, а поддающийся обнаружению сигнал представляет собой вспышку синего света.
42. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что биологический процесс, контролируемый путем передачи сигнала, дополнительно включает повышение уровня внутриклеточного кальция.
43. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, представляет собой химерный слитый белок, который содержит:
(a) по меньшей мере один белковый компонент, который адаптирован для связывания с по меньшей мере одним типом детекторной молекулы; и
(b) по меньшей мере один компонент рецепторного комплекса, обычно экспрессируемого на поверхности того типа иммуноцитов, из которого получена живая генномодифицированная клетка.
44. Биосенсор по п. 43, отличающийся тем, что по меньшей мере один белковый компонент, который адаптирован для связывания с детекторной молекулой по меньшей мере одного типа, получен из бактериального белка, связывающегося с антителом.
45. Биосенсор по п. 43, отличающийся тем, что по меньшей мере один компонент белка, который адаптирован для связывания с детекторной молекулой по меньшей мере одного типа, представляет собой домен связывания с антителом, полученный из рецепторного белка FcR или другого рецепторного белка.
46. Биосенсор по п. 43, отличающийся тем, что по меньшей мере один компонент рецепторного комплекса, обычно экспрессируемый на поверхности живой генномодифицированной клетки, представляет собой IgM; Igα/β; IgE; CD19; CD3ζ или их комбинации.
47. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, кодируется последовательностью ДНК, обладающей по меньшей мере 95% идентичностью последовательности ДНК, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1, 3, 5, 7, 9, 11 и 17.
48. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, является химерным слитым белком, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 18.
49. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что каждый элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, представляет собой растворимый химерный слитый белок, который содержит бактериальный домен связывания с IgG, слитый с константным доменом IgE с помощью линкера GSASGSG (SEQ ID NO: 19).
50. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что каждый элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, представляет собой растворимый химерный слитый белок, который содержит домен связывания с антителом FcyRI, слитый с константным доменом IgE с помощью линкера GSASGSG (SEQ ID NO: 19).
51. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, кодируется последовательностью ДНК, обладающей по меньшей мере 95% идентичностью последовательности ДНК, выбранной из группы, состоящей из SEQ ID NO: 13 и 15.
52. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что элемент, не являющийся антителом, передающий сигнал, является химерным слитым белком, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14 и 16.
53. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что определяемый компонент является пищевым инфекционным агентом.
54. Биосенсор по п. 33, отличающийся тем, что определяемый компонент представляет собой бактерию или вирус.
55. Химерный слитый белок, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 18.
56. Химерный слитый белок, аминокислотная последовательность которого выбрана из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14 и 16.