ニューロン内の電圧を光学的に感知するための改良されたペット分子.
Clifford R Woodford1, E Paxon Frady, Richard S Smith
1Departments of Chemistry and Biochemistry, ‡Pharmacology, §Neurosciences Graduate Group, ∥Division of Biological Sciences, ⊥Biomedical Sciences, and #Howard Hughes Medical Institute, University of California, San Diego , La Jolla, California 92093, United States.
Journal of the American Chemical Society
|January 14, 2015
まとめ
新しいVoltageFluor (VF) 染料は,興奮性の細胞における光学電圧感知を向上させています. 鉛の染料であるVF2.1 (((OMe).Hは,神経回路の活動を研究するための感度が向上していることを示しています.
科学分野:
- 神経科学は神経科学である.
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- バイオフィジックス 生物物理学
背景:
- VoltageFluor (VF) 染料は,刺激性膜における電圧の光学測定を可能にします.
- 高度な空間と時間の解像度は,細胞集団の電圧動態を特徴づける上で極めて重要です.
- 既存のVF染料は,電圧感知のために光誘導電子移転 (PeT) を利用しています.
研究 の 目的:
- 強化された電圧感度を持つ新しいVF染料を開発する.
- 化学構造の変化と電圧感受性を相関させるため.
- 新しいVF染料の性能を様々な生物系で検証する.
主な方法:
- PeTの推進力を調節するために,系統的な化学置換 (ΔGPeT + w) を行います.
- 実験的に測定されたリドックスポテンシャルを使用して (ΔGPeT + w) 値の推定.
- パッチクランプされたHEK細胞,ニューロン,およびガングリアにおける電圧感受性の検証.
- 薬理学的効果と回路活性を評価するためにマウスの嗅覚球のスライスに適用.
主要な成果:
- 10種類の新しいVF染料が合成され,特徴づけられました.
- 染料VF2.1(OMe).Hは,100mVの感度あたり48%のΔF/Fを示した.
- VF2.1(OMe).Hは,以前の染料と比較して,感度が2倍に改善されたことを示しました.
- 染料は,脳スライスにおける薬理学的効果と神経回路の活性について,成功裏に報告した.
結論:
- VF染料の化学変化により,電圧感受性が効果的に調節されます.
- VF2.1 ((OMe).Hは,電圧感受性染料技術の重要な進歩を表しています.
- この新世代のVF染料は,光学電気生理学の研究の可能性を広げています.
