• 现货的光遗传蛋白那么多,该如何选择?

    光遗传蛋白经过多年的发展,激活型和抑制型蛋白均发展出几种不同的突变型,可以根据自己的激光器和实验需求进行选择,一般我们选择突变型光遗传蛋白,这些突变体可以产生更强的光电流,下面是一些常见的光遗传蛋白,可以根据自己的需要选择。

    激活型通道蛋白:

    1. ChR2(H134R):ChR2的突变体,将第134个氨基酸由组胺酸突变为精胺酸,该蛋白质可以产生两倍的光电流,但通道开关速度也比野生的ChR2慢了一倍。该突变体是运用最广的一种类型。

    2. ChR2(C128S/D156A): ChR2的突变体,超灵敏光敏感通道,用蓝色激光打开通道,然后用绿色或黄色激光关闭通道,可以打开其离子通道长达30分钟; 

    3. ChR2(E123T/T159C): ChR2的突变体,更大的光电流和更快的动力学变化;

    4. ChETA:ChR2的突变体,使得神经元在激光刺激下可以发放200Hz的spike,而其他的ChR2通道蛋白只能达到40Hz;

    5. C1V1:由ChR1及由团藻发现的VChR1组合在一起的通道蛋白,在红色激光刺激下打开通道,该通道蛋白类型更利于双光子激发;

    6. ReaChR:能在大脑深处或透过头盖骨激活。

    抑制型通道蛋白:

    1. NpHR:即为Halorhodopsin,第一个有效抑制神经元活动的光遗传学工具,在黄绿激光照射下会将氯离子打进神经元内,而抑制神经元活动。当把NpHR表达在哺乳动物脑内时,会聚集在内质网上,而如果将内质网输出元件加在NpHR基因序列后面,这样可以使得NpHR在胞内高量表达,而且不会聚集在内质网上,这样修改过的NpHR被称为eNpHR2.0。但是eNpHR2.0在细胞膜的聚集仍然不够,而将一个高尔基体输出元件和来自于钾离子通道Kir2.1的上膜元件加在eNpHR2.0基因序列后面,这样就能实现在神经元细胞膜上的高量聚集,这样修改过的NpHR被称为eNpHR3.0;

    2. Arch:即为archaerhodopsin,是一种黄色激光激活的外向整流质子泵,能够将带正电的质子从神经元内移动到细胞外环境中,使神经元处于超极化状态,从而保证神经元处于静息状态。在特定条件下,可用于增加细胞内pH或减少细胞外基质pH。和NpHR相比,当激光关闭的时候,Arch立即从通道打开状态恢复到关闭状态。

    3. Mac:即为Leptosphaeria maculans fungal opsins,蓝色激光激活的质子泵,能够将带正电的质子从神经元内移动到细胞外环境中,使神经元保持超极化状态,从而保证神经元处于静息状态。

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