改进的PeT分子用于神经元中光学感应电压.
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
概括
新的VoltageFluor (VF) 染料在可刺激细胞中提供了改进的光电压传感. 染料VF2.1(OMe).H显示了对研究神经电路活动的增强灵敏度.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物化学 生物化学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 电压 (VF) 染料可以通过光学测量可刺激膜中的电压.
- 高的空间和时间分辨率对于描述细胞群的电压动态至关重要.
- 现有的VF染料利用光诱导电子转移 (PeT) 来进行电压传感.
研究的目的:
- 开发具有增强电压敏感性的新型VF染料.
- 为了将化学结构的修改与电压灵敏度相关联.
- 在各种生物系统中验证新的VF染料的性能.
主要方法:
- 系统的化学替代调整PET驱动力 (ΔGPeT + w).
- 使用实验测量回氧潜力的 (ΔGPeT + w) 值的估计.
- 在贴片紧的HEK细胞,神经元和质中验证电压敏感性.
- 在小鼠嗅觉球片中应用,以评估药理效应和电路活性.
主要成果:
- 合成和表征了十种新的VF染料.
- 染料VF2.1(OMe).H表现出每100mV灵敏度为48%的ΔF/F.
- 与以前的染料相比,VF2.1 ((OMe).H的灵敏度提高了两倍.
- 这种染料成功地报告了大脑片中的药理作用和神经电路活性.
结论:
- 对VF染料的化学修饰有效调节电压灵敏度.
- VF2.1(OMe).H代表了电压敏感染料技术的重大进步.
- 这一新一代VF染料扩大了光电生理学研究的可能性.
