通过光驱动的质子进行高性能基因可定位的光学神经沉默

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 视觉遗传学 视觉遗传学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 对基因特异的神经元活动的精确时间控制对于理解神经回路,行为和疾病至关重要.
• 目前用于神经元沉默的光遗传学方法在功率,安全性或多功能性方面存在局限性.

研究的目的:

• 为了研究光驱向外的质子的潜力,以有效和安全的神经沉默.
• 探索archaerhodopsin-3 (Arch) 和Mac质子在光遗传学应用中的实用性.

主要方法:

• 在老鼠皮层中,来自Halorubrum sodomense的archaerhodopsin-3 (Arch) 的病毒表达.
• 用黄色光照明来激活Arch并诱导神经沉默.
• 来自Leptosphaeria maculans的Mac质子的表达和激活,使用蓝绿色光.

主要成果:

• 使醒着的小鼠中神经元近100%沉默,用黄色光照亮,在低光功率下实现高电流.
• 与化物不同的是,Arch在光诱导的失活后迅速恢复.
• 麦克启用了蓝光的神经沉默,允许双色光遗传控制,当与红光可激活工具相结合时.

结论:

• 像Arch和Mac这样的光驱动质子是用于神经沉默的高性能和多功能光遗传工具.
• 这些工具在神经元中耐受良好,并且适合在行为相关的时间尺度上调节显著的大脑体积.
• 质子的多样性为广泛的神经科学,生物学,神经学和精神病学研究提供了创新的解决方案.