A small and highly sensitive red/far-red optogenetic switch for applications in mammals

光遗传学 光刺激 光电开关 光敏色素 细胞生物学 远红色 生物 神经科学 化学 红灯 植物 光化学
作者
Yang Zhou,Deqiang Kong,Xinyi Wang,Guiling Yu,Xin Wu,Ningzi Guan,Wilfried Weber,Haifeng Ye
出处
期刊:Nature Biotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:40 (2): 262-272 被引量:98
标识
DOI:10.1038/s41587-021-01036-w
摘要

Optogenetic technologies have transformed our ability to precisely control biological processes in time and space. Yet, current eukaryotic optogenetic systems are limited by large or complex optogenetic modules, long illumination times, low tissue penetration or slow activation and deactivation kinetics. Here, we report a red/far-red light-mediated and miniaturized Δphytochrome A (ΔPhyA)-based photoswitch (REDMAP) system based on the plant photoreceptor PhyA, which rapidly binds the shuttle protein far-red elongated hypocotyl 1 (FHY1) under illumination with 660-nm light with dissociation occurring at 730 nm. We demonstrate multiple applications of REDMAP, including dynamic on/off control of the endogenous Ras/Erk mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade and control of epigenetic remodeling using a REDMAP-mediated CRISPR-nuclease-deactivated Cas9 (CRISPR-dCas9) (REDMAPcas) system in mice. We also demonstrate the utility of REDMAP tools for in vivo applications by activating the expression of transgenes delivered by adeno-associated viruses (AAVs) or incorporated into cells in microcapsules implanted into mice, rats and rabbits illuminated by light-emitting diodes (LEDs). Further, we controlled glucose homeostasis in type 1 diabetic (T1D) mice and rats using REDMAP to trigger insulin expression. REDMAP is a compact and sensitive tool for the precise spatiotemporal control of biological activities in animals with applications in basic biology and potentially therapy.
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
小李子发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
天天快乐应助JamesTYD采纳,获得10
4秒前
5秒前
万能图书馆应助zlj采纳,获得20
8秒前
青蛙的第二滴口水完成签到,获得积分10
10秒前
LHP完成签到,获得积分10
10秒前
HC发布了新的文献求助10
10秒前
13秒前
小李子完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI5应助可靠的中心采纳,获得10
16秒前
steven发布了新的文献求助50
16秒前
18秒前
18秒前
疯狂的夏天完成签到,获得积分10
21秒前
az完成签到 ,获得积分10
22秒前
宇宙最萌小猫咪完成签到 ,获得积分10
23秒前
甜甜千亦发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
25秒前
jialin完成签到,获得积分10
26秒前
Freya发布了新的文献求助10
27秒前
nieinei发布了新的文献求助10
29秒前
wy发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
31秒前
Jasper应助AA采纳,获得10
31秒前
Wency发布了新的文献求助10
34秒前
陆小果完成签到,获得积分10
34秒前
阿达完成签到 ,获得积分10
35秒前
zlj发布了新的文献求助20
35秒前
麓麓菌完成签到 ,获得积分10
36秒前
lmgj完成签到,获得积分10
37秒前
跳跃的大叔关注了科研通微信公众号
38秒前
38秒前
Jasper应助甜甜千亦采纳,获得10
42秒前
美好斓应助steven采纳,获得200
43秒前
43秒前
FashionBoy应助san采纳,获得30
43秒前
yupeijin完成签到,获得积分10
47秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3783222
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3328565
关于积分的说明 10236984
捐赠科研通 3043669
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670627
邀请新用户注册赠送积分活动 799792
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759126