Sensitivity optimization of a rhodopsin-based fluorescent voltage indicator

视紫红质 阈下传导 生物物理学 灵敏度(控制系统) 电压敏感染料 电压钳 膜电位 毫秒 荧光 光遗传学 生物 视蛋白 化学 电压 生物系统 生物化学 物理 神经科学 光学 视网膜 晶体管 工程类 天文 量子力学 电子工程
作者
Ahmed S. Abdelfattah,Jihong Zheng,Daniel Reep,Getahun Tsegaye,Arthur Tsang,Benjamin J Arthur,Monika Řehořová,Carl V.L. Olson,Yi Chieh Huang,Yichun Shuai,Minoru Koyama,Maria V. Moya,Weber Td,Andrew L. Lemire,Baker Ca,Natalie Falco,Qinsi Zheng,Grimm Jb,Yip Mc,Deepika Walpita,Forest Cr,M.K. Chase,Luke Campagnola,Gabe J. Murphy,Wong Am,Jérôme Mertz,Michael N. Economo,Glenn Turner,Bin Lin,T Chen,Ondřej Novák,Lavis Ld,Karel Svoboda,Wyatt Korff,Schreiter Er,Hasseman Jp,Ilya Kolb
标识
DOI:10.1101/2021.11.09.467909
摘要

Abstract The ability to optically image cellular transmembrane voltage at millisecond-timescale resolution can offer unprecedented insight into the function of living brains in behaving animals. The chemigenetic voltage indicator Voltron is bright and photostable, making it a favorable choice for long in vivo imaging of neuronal populations at cellular resolution. Improving the voltage sensitivity of Voltron would allow better detection of spiking and subthreshold voltage signals. We performed site saturation mutagenesis at 40 positions in Voltron and screened for increased ΔF/F 0 in response to action potentials (APs) in neurons. Using a fully automated patch-clamp system, we discovered a Voltron variant (Voltron.A122D) that increased the sensitivity to a single AP by 65% compared to Voltron. This variant (named Voltron2) also exhibited approximately 3-fold higher sensitivity in response to sub-threshold membrane potential changes. Voltron2 retained the sub-millisecond kinetics and photostability of its predecessor, with lower baseline fluorescence. Introducing the same A122D substitution to other Ace2 opsin-based voltage sensors similarly increased their sensitivity. We show that Voltron2 enables improved sensitivity voltage imaging in mice, zebrafish and fruit flies. Overall, we have discovered a generalizable mutation that significantly increases the sensitivity of Ace2 rhodopsin-based sensors, improving their voltage reporting capability.
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
自由的云朵完成签到 ,获得积分10
刚刚
英姑应助俭朴的碧玉采纳,获得10
刚刚
1秒前
冷艳的火龙果完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
jhp完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
zmh发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
dumeng完成签到 ,获得积分10
7秒前
受伤芝麻发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
yyds发布了新的文献求助10
8秒前
123完成签到,获得积分10
9秒前
哈哈发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
羽宇发布了新的文献求助10
9秒前
wanci应助紧张的靖巧采纳,获得10
10秒前
斯文败类应助熊二浪采纳,获得10
10秒前
叮叮叮铛完成签到,获得积分10
12秒前
MissF完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Burning完成签到 ,获得积分10
13秒前
执着傲柏发布了新的文献求助10
13秒前
思源应助雪白傲薇采纳,获得40
13秒前
汉堡包应助温暖的颜演采纳,获得10
13秒前
forever完成签到,获得积分10
14秒前
林珍发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
Ricey应助jjj采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
Shantx完成签到,获得积分10
16秒前
共享精神应助Lirui2333采纳,获得10
17秒前
18秒前
ccccccc发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
小蘑菇应助安详的乌冬面采纳,获得10
21秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 330
Composite Predicates in English 300
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3984700
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3527939
关于积分的说明 11238508
捐赠科研通 3266277
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803195
邀请新用户注册赠送积分活动 880840
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808358