Topology and Mechanism of Broadband and Fast Multi‐Characteristic Opsin for Neuromodulation

机制(生物学) 拓扑(电路) 视蛋白 宽带 神经调节 计算机科学 控制理论(社会学) 数学 神经科学 物理 电信 人工智能 生物 视紫红质 组合数学 刺激 量子力学 控制(管理) 生物化学 视网膜
作者
Samarendra Mohanty,Pratyajit Mohapatra,Amir Singh,William D. Marks,Subrata Batabyal,Michael Carlson,Najam A. Sharif,Sang Hoon Kim
出处
期刊:Advanced therapeutics [Wiley]
卷期号:8 (8) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adtp.202500009
摘要

Abstract Optogenetics has enabled targeted manipulation of neural circuits, offering insights into the intricacies of brain function and paving the way for potential therapeutic applications in neurological disorders. Multi‐characteristic Opsin (MCO) is an optogenetics therapy candidate that is undergoing multiple clinical trials, including randomized control trials. However, its cellular topography and mechanism of action have remained unknown. Here, we reveal the biophysical characteristics of the MCO molecule, including its unique structure and function, using a combination of predictive protein modeling, western blotting‐based protease protection assay, and electrophysiology. MCO’s first extracellular subunit forms a cation‐channel pore, while the second subunit is partially embedded in the membrane, extending to the third intracellular cytoplasmic subunit. Functional studies using whole‐cell recordings showed that MCO is activated by broadband visible light with fast on‐off kinetics with high photosensitivity, and large dynamic range across the visible spectrum, enabling best‐in‐class light‐activation of MCO‐expressing cells. Further, multi‐electrode array recording confirmed multi‐color light‐activation of MCO‐expressing neurons in the retina. The unique topological and functional activation features of fused MCO protein represent novel findings linking the in‐vitro and in‐vivo efficacy of this opsin, which is particularly important for neuromodulation leading to vision restoration in retinal degenerative diseases and other neurological therapies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
壮观的千雁应助芫菁采纳,获得150
1秒前
1秒前
JT完成签到,获得积分10
2秒前
平常盼易完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
共享精神应助欧云齐采纳,获得10
4秒前
Rainlistener完成签到,获得积分10
4秒前
亚亚呀发布了新的文献求助10
5秒前
cdercder应助myg8627采纳,获得10
5秒前
5秒前
funny完成签到,获得积分20
5秒前
瞳道完成签到,获得积分10
6秒前
Sissi发布了新的文献求助30
6秒前
Xingfan发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
10秒前
摇一摇完成签到,获得积分10
11秒前
黄晃晃发布了新的文献求助10
11秒前
小余同学发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
寒冷不言应助小七采纳,获得10
15秒前
Steven24go发布了新的文献求助10
15秒前
孙欣宇完成签到,获得积分20
16秒前
16秒前
16秒前
希望天下0贩的0应助lsh采纳,获得10
17秒前
ffrrss应助myg8627采纳,获得10
17秒前
Jasper应助陶醉新之采纳,获得10
17秒前
17秒前
思源应助孤独的匕采纳,获得10
19秒前
ww完成签到,获得积分10
20秒前
Akim应助张泽升采纳,获得10
20秒前
21秒前
633发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
Li发布了新的文献求助10
22秒前
单纯紫菱发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527067
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320227
关于积分的说明 17809997
捐赠科研通 5628889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930053
邀请新用户注册赠送积分活动 1906737
关于科研通互助平台的介绍 1766314