研究目的
开发一种明亮、红移的基因编码电压指示剂（GEVI），通过使用改良版的荧光蛋白tdTomato，能够以高灵敏度和快速度报告神经元活动。
研究成果
该研究成功开发出Ilmol——一种亮度高、红移且信噪比与灵敏度提升的基因编码电压指示剂（GEVI），可更优地成像神经元活动。Ilmol在急性脑切片中报告群体信号、在神经元培养物中解析动作电位的能力，证明其作为神经科学研究有力工具的潜力。该发现同时凸显了二聚化机制在GEVI开发中的重要性，并为工程化改良电压指示剂开辟了新途径。
研究不足
研究发现，在dTomato蛋白外部引入带电残基并未显著提升光学信号的动态范围，这表明当前通过修饰荧光蛋白来增强电压敏感性的方法存在局限性。此外，所开发的基因编码电压指示剂Ilmol荧光强度变化幅度较小，可能限制其在某些成像场景中的应用。
1：实验设计与方法选择：
通过改造tdTomato并将其与电压感应结构域（VSD）融合，研究设计和优化了红移基因编码电压指示剂（GEVI）。该方法包括测试VSD与荧光蛋白之间不同的连接子长度和电荷组成，以优化电压依赖性光学信号。
2：样本选择与数据来源：
使用HEK 293细胞和小鼠海马神经元表达GEVI构建体。记录了对膜去极化响应的光学信号。
3：实验设备与材料清单：
研究使用了膜片钳装置、荧光成像系统以及用于质粒构建和转染的各种分子生物学工具。
4：实验流程与操作步骤：
工作流程包括质粒设计与构建、细胞培养与转染、膜片钳电生理学以及荧光成像，以评估GEVI构建体的性能。
5：数据分析方法：
使用Neuroplex软件、Excel和Origin8.6分析光学信号记录。数据拟合指数衰减模型以确定动力学和电压敏感性。
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获取完整内容-
tdTomato
Fluorescent protein used as a voltage indicator
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FlicR1
Red fluorescent protein voltage indicator
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ArcLight
Genetically encoded voltage indicator
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Ilmol
Bright, red-shifted genetically encoded voltage indicator
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Neuroplex software
RedshirtImaging
Data acquisition and analysis
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IX71 microscope
Olympus
Fluorescence imaging
-
EPC10 amplifier
HEKA
Patch-clamp electrophysiology
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NeuroCCD-SM 80 camera
RedShirtImaging
Image recording
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