一个蓝色转移的基因编码的Ca2+指示器,具有增强的两光子吸收

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物化学 生物化学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 基因编码的离子 (Ca2+) 指标 (GECI) 对于监测生物系统中的细胞内Ca2+动态至关重要.
• 现有的GECI在颜色调色板和光物理特性方面存在局限性,限制了神经元活动成像中的应用.
• 蓝色转移的GECI提供了增强双光子亮度的潜力,促进了多光子显微镜.

研究的目的:

• 开发和描述T-GECO1,一种新的,高性能的蓝转移GECI.
• 扩大GECI可用的工具包,用于神经元活动的先进光成像.
• 评估T-GECO1在*体外*和*体内*应用中的有用性.

主要方法:

• 蛋白质工程和定向进化被用来创建T-GECO1.1.
• 纯化的T-GECO1蛋白质在体外进行了鉴定.
• 在培养的老鼠海马神经元 (*in vitro*) 中,在通过纤维光度测量 (*in vivo*) 的小鼠中,在使用双光子显微镜 (*ex vivo*) 的海马片中评估了性能.

主要成果:

• T-GECO1在468nm处表现出Ca2+结合的激发峰值,在500nm处表现出辐射峰值.
• 它具有很高的灭绝系数 (49,300 M^-1cm^-1) 和量子产量 (0.83),具有约2倍的EGFP双光子亮度.
• 与两光子激发下的GCaMP变体相比,T-GECO1显示了15倍的Ca2+依赖光度增加,82nM的明显Kd,以及在动作潜能检测中优异的信号噪声比.

结论:

• T-GECO1是一款高性能蓝转移的GECI.
• 在两光子激发条件下,它比现有的GECI,特别是后一代GCaMP变体具有显著的优势.
• T-GECO1扩大了神经元活动的先进*in vitro*和*in vivo*成像能力.