當前位置:首頁?>>?基金要聞?>>?資助成果

 

    北京大學鄒鵬課題組與陳鵬課題組基于生物正交反應構建熒光探針可視化記錄神經動作電位

    日期 2021-05-20   來源:化學科學部   作者:邢曦雯 張艷  【 】   【打印】   【關閉

      在國家自然科學基金項目(批準號:91753131、32088101、21673009、21521003、21937001)的資助下,北京大學鄒鵬課題組與陳鵬課題組合作,利用生物正交蛋白質工程改造策略,開發出具有高靈敏度和高成像信噪比的復合型熒光膜電位探針HVI。該研究成果以“活神經細胞上基于視紫紅質生物正交工程化改造的遠紅區熒光膜電位探針(A far-red hybrid voltage indicator enabled by bioorthogonal engineering of rhodopsin on live neurons)”為題,于2021年4月15號發表在《自然化學》(Nature Chemistry)期刊。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41557-021-00641-1。

      利用熒光成像技術在高時空分辨下研究神經電活動可以幫助人們解讀信息在大腦中編碼、處理的機制。為此,神經科學工作者迫切需要能夠在毫秒尺度下響應毫伏級膜電位變化的熒光探針。其中,發射波長在遠紅區(大于640 nm)的熒光探針由于其紅移的光譜具有更強組織穿透能力,并且可適于多通路成像觀測,因而備受研究人員青睞。然而目前可使用的遠紅區熒光膜電位探針在亮度和靈敏度等方面存在嚴重缺陷,限制了其在神經生物學領域的廣泛應用。因此,研究團隊設計將化學反應與蛋白質工程改相結合,對視紫紅質蛋白在細胞原位進行生物正交化學修飾,獲得結構新穎的復合型探針(圖1),突破熒光蛋白的性能限制。研究者采用具有優良生物相容性及高反應性的逆電子需求的狄爾斯-阿爾德反應,將遠紅區發光染料引入視紫紅質蛋白的特定位點。同時,研究團隊對視紫紅質的輔因子結合口袋中關鍵氨基酸殘基進行突變篩選。雙管齊下的策略最終使遠紅區復合型探針HVI-Cy5的亮度和靈敏度都獲得了較大提升。該探針可與光遺傳學工具聯用,利用不同波長的激光對神經元膜電位同時進行調控和記錄,實現快速評估藥物對神經活動的影響。HVI-Cy5還可與其他熒光探針聯用開展多通路成像,實現對膜電位及鈣離子、神經遞質等重要生理信號的并行觀測。未來,該探針有望在藥物篩選、神經活動監測等領域應用。

     

    圖1 膜電位探針HVI-Cy5實現光學調控和記錄神經元膜電位




奇米网,奇米色,奇奇米在线,米奇在线播放,奇米网在线,奇米网在线播放日日天干夜夜 天天看在线精品视频 2019天天日天好天干 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>