开发和描述新的jGCaMP8f传感器变体,其动力学和光响应范围得到了改进

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 基因编码的生物传感器,如GCaMP,对于监测细胞内 (Ca2+) 动态至关重要,促进对细胞信号和神经元活动的理解.
• 优化传感器属性,如亮度,动态范围,亲和力和动力学,对于各种生物应用是必不可少的.
• 最近的进展包括GCaMP6f,GCaMP6fu和有前途的jGCaMP8f,它为体内成像提供了增强的光动态范围.

研究的目的:

• 批判性地检查jGCaMP8f生物传感器的生物物理特性.
• 理性地设计和开发具有改进特性的jGCaMP8f新型变体.
• 为了评估这些变体在监测细胞内Ca2+过渡物的表现.

主要方法:

• 使用光光谱仪在体外确定jGCaMP8f及其变体的生物物理性质.
• 活细胞成像实验,比较选定变体的性能与既有的快速和明亮的GCaMP传感器.
• 在HEK293T和HUVEC细胞系中对ATP刺激的反应中评估细胞内Ca2+过渡体.

主要成果:

• 从生理学上相关的Mg2+显著影响GCaMP的动态反应,亮度和光动态范围.
• 与jGCaMP8f相比,jGCaMP8f L27A变异的发展速度是jGCaMP8f的三倍快.
• 开发了jGCaMP8f F366H变体,其动态范围大约是jGCaMP8f的三倍,在体外和细胞系中得到了验证.

结论:

• 这种 jGCaMP8f F366H 变体的大动态范围有可能改善体内成像中的信号与噪声比率.
• 这种L27A变体比以前的快速GCaMP变体提供了更快的动力学和更大的细胞反应.
• jGCaMP8f代及其新型变体显著扩大了基因编码指标 (GECI) 在研究健康和疾病中的应用潜力.