Multicolor photoreactions of the red light–activated channelrhodopsin Chrimson

光遗传学 沟道视紫红质 蓝光 化学 质子化 吸收(声学) 离子 反离子 离子通道 生物物理学 卤视紫红质 远红色 电生理学 光谱学 视紫红质 波长 视网膜 光刺激 光解 视网膜 光化学
作者
Johannes Vierock,Joel C. D. Kaufmann,Lukas Faiß,Linda Tillert,Benjamin S. Krause,Paul Fischer,Thi Bich Thao Nguyen,Dietmar Schmitz,Benjamin R. Rost,Franz Bartl,Peter Hegemann
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (52)
标识
DOI:10.1073/pnas.2513375122
摘要

Channelrhodopsins are light-gated ion channels that are used in modern neurosciences for the precise control of cellular ion fluxes by light. With a peak absorption at 585 nm, Chrimson is the most red-shifted cation-conducting ChR. It is frequently employed in multicolor experiments alongside blue light–sensitive optogenetic tools and is so far the only light-gated ion channel successfully applied in human vision restoration. However, its photoresponses to different wavelengths have not been thoroughly characterized. In this study, we identify multiple interconvertible dark states of Chrimson with distinct absorption and photokinetic properties. Combining electrophysiology and spectroscopy with optogenetic experiments in neurons, we unveil that this dark state heterogeneity is based on distinct protonation dynamics of the counterion complex and alternative retinal isomerization. In neurons, prolonged red illumination reduces Chrimson’s red light sensitivity, which is reflected by a blue shift of the action spectrum. Blue light pulses reverse this shift and increase the excitability in subsequent red-light flashes. This understanding of wavelength-dependent photoreactions in Chrimson will improve the design of multicolor optogenetic experiments and inform strategies for optimizing Chrimson for therapeutic applications.
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
不接组会完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
耍酷定帮发布了新的文献求助10
1秒前
青春梦完成签到 ,获得积分10
1秒前
周周完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
2秒前
脑三问发布了新的文献求助30
2秒前
汉堡包应助111采纳,获得10
3秒前
笑点低钥匙完成签到,获得积分10
3秒前
奔跑应助hzhang0807采纳,获得10
3秒前
3秒前
6秒前
战国发布了新的文献求助10
6秒前
无奈元珊发布了新的文献求助30
6秒前
wyh99应助physicalpicture采纳,获得50
7秒前
Sylvia完成签到,获得积分10
7秒前
cqk123应助小晗ashore采纳,获得10
7秒前
8秒前
11秒前
11秒前
嘚嘚发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
美好的老黑完成签到 ,获得积分10
13秒前
Dx完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
胡歆筠发布了新的文献求助10
18秒前
yyykkk完成签到,获得积分10
18秒前
科目三应助jiazengwang采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
rose完成签到,获得积分10
21秒前
情怀应助huacai采纳,获得10
21秒前
脑洞疼应助时生采纳,获得10
21秒前
天天快乐应助阿鹿462采纳,获得10
22秒前
会做饭的外星人完成签到 ,获得积分10
22秒前
充电宝应助rx采纳,获得10
22秒前
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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
2026人教社中小学心理健康教育读本高中全一册电子版 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7666800
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9236234
关于积分的说明 19878641
捐赠科研通 7236000
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3283812
关于科研通互助平台的介绍 2442567
邀请新用户注册赠送积分活动 2285187