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 视网膜 生物化学 控制(管理) 量子力学
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)
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
1秒前
朱厚璁发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
豆4799发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6应助怡然的无敌采纳,获得20
2秒前
科研阿白发布了新的文献求助10
3秒前
zqy发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
water发布了新的文献求助10
3秒前
peach完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
iFaceDOG完成签到,获得积分10
4秒前
Irene101588发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
现代冰海完成签到,获得积分10
6秒前
神志不清的衾完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
浮游应助healer采纳,获得10
7秒前
7秒前
LaTeXer给善良的梦槐的求助进行了留言
7秒前
含糊的小松鼠完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
尘扬完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
无辜的听安完成签到,获得积分10
8秒前
zxy完成签到,获得积分10
9秒前
所所应助Liangshuang采纳,获得10
9秒前
汶南完成签到 ,获得积分10
9秒前
feng完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
昵称完成签到 ,获得积分10
10秒前
待等花开完成签到,获得积分10
10秒前
务实代荷完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
某某发布了新的文献求助10
11秒前
zhonglv7应助优美元蝶采纳,获得10
11秒前
11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
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Constitutional and Administrative Law 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5262045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4423178
关于积分的说明 13768730
捐赠科研通 4297627
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2358073
邀请新用户注册赠送积分活动 1354468
关于科研通互助平台的介绍 1315580