КАТИОННЫЙ КАНАЛЬНЫЙ родопсин ИЗ ВОДОРОСЛИ Platymonas subcordiformis КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ОПТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ

Аннотация:

Развитие оптогенетики в значительной степени зависит от разработки новых молекулярных инструментов — светоактивируемых белков. Используя культивируемые нейроны гиппокампа, мы провели сравнение двух светоактивируемых катионных каналов: классического канального родопсина-2 из Chlamydomonas reinhardtii (CrChR2) и недавно описанного канального родопсина, выделенного из водоросли Platymonas subcordiformis (PsChR2). Мы показали, что PsChR2 способен обеспечить генерацию потенциалов действия при импульсной световой стимуляции нейронов вплоть до частот в 40-50 Гц, в то время как верхний предел для CrChR2 составляет 20-30 Гц. Важным преимуществом PsChR2 по сравнению с классическим CrChR2 является сдвиг спектра его возбуждения в синюю область. Это открывает возможность для эффективного использования RsChR2 в экспериментах, построенных по принципу «all-optical electrophysiology», для которых необходимо разнести максимумы спектров канальных родопсинов, используемых для стимуляции нейрона, и спектров возбуждения различных красных флуоресцентных зондов. Мы провели сравнение ответов нейронов (генерации потенциалов действия), экспрессирующих CrChR2 и PsChR2, на световые стимулы с длиной волны 530 и 550 нм - наиболее часто используемые для возбуждения красных флуоресцентных зондов. Было показано, что свет с длиной волны 530 нм для нейронов, экспрессирующих PsChR2, гораздо (в 3,7 раза) менее эффективен, чем для экспрессирующих классический CrChR2. Свет же с длиной волны 550 нм даже при использованной нами максимальной интенсивности вообще не стимулирует нейроны, экспрессирующие любой из изученных опсинов. Это означает, что канальный родопсин RsChR2, выделенный из водоросли Р. subcordiformis, и по своим частотным характеристикам, и по возможности его использования для стимуляции нейрона коротковолновым (синим, 470 нм) светом и одновременной регистрации различных физиологических процессов с помощью флуоресцентных зондов может рассматриваться как весьма перспективный оптогенетический инструмент.

Авторы:

Издание: Биохимия
Год издания: 2022
Объем: 9с.
Дополнительная информация: 2022.-N 11.-С.1625-1633. Библ. 14 назв.
Просмотров: 16