遺伝的にコード化された電圧インジケーター（GEVI）により、細胞レベルと回路レベルの両方でのニューロン情報処理を理解するために不可欠な、ニューロン膜電位ダイナミクスの細胞タイプ固有のリアルタイムイメージングが可能になります。GEVIの中でも、近赤外シフト型GEVIは、反応速度が速く、組織への浸透が良く、光遺伝学的ツールとの互換性が高いため、複雑な生物学的状況における全光電気生理学が可能になります。これまでの研究では、哺乳類細胞における微生物ロドプシンアーカロドプシン-3（Arch-3）の定向分子進化を利用して、Archon1と呼ばれる電圧センサーを開発しました。Archon1は、優れた膜局在化、信号対雑音比（SNR）、感度、動力学、光安定性、光安定性、および光遺伝学的ツールとの完全な互換性を示しました。しかし、Archon1は輝度が低く、高い照度が必要なため、長時間のイメージング中に組織の加熱と光毒性の原因となります。本研究では、この電圧センサーの輝度を向上させることを目指しています。明るいアルコン誘導体に対してランダム変異を行い、満足のいく電圧感度 (4~ 5% ΔF/F) を示す新しい変異体、モナークを同定しました。地図）とArchon1と比較して基礎輝度が9倍に向上しました。ただし、膜の局在が最適ではなく、電圧感度が低下しているために妨げられています。これらの課題は、ロドプシンベースの電圧センサーの輝度、安定性、機能性の最適なバランスを実現するために、継続的な最適化の必要性を浮き彫りにしています。
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