The high-light-sensitivity mechanism and optogenetic properties of the bacteriorhodopsin-like channelrhodopsin GtCCR4

光遗传学 沟道视紫红质 生物 视紫红质 卤视紫红质 细菌视紫红质 生物物理学 跨膜结构域 离子通道 电生理学 感光度 神经科学 趋光性 受体 生物化学 物理 光学 视网膜 遗传学
作者
T. Tanaka,Shoko Hososhima,Yoshiro Yamashita,Teppei Sugimoto,Toshiki Nakamura,Shunta Shigemura,Wataru Iida,Fumiya K. Sano,Kazumasa Oda,Takayuki Uchihashi,Kota Katayama,Yuji Furutani,Satoshi P. Tsunoda,Wataru Shihoya,Hideki Kandori,Osamu Nureki
出处
期刊:Molecular Cell [Elsevier BV]
卷期号:84 (18): 3530-3544.e6
标识
DOI:10.1016/j.molcel.2024.08.016
摘要

Channelrhodopsins are microbial light-gated ion channels that can control the firing of neurons in response to light. Among several cation channelrhodopsins identified in Guillardia theta (GtCCRs), GtCCR4 has higher light sensitivity than typical channelrhodopsins. Furthermore, GtCCR4 shows superior properties as an optogenetic tool, such as minimal desensitization. Our structural analyses of GtCCR2 and GtCCR4 revealed that GtCCR4 has an outwardly bent transmembrane helix, resembling the conformation of activated G-protein-coupled receptors. Spectroscopic and electrophysiological comparisons suggested that this helix bend in GtCCR4 omits channel recovery time and contributes to high light sensitivity. An electrophysiological comparison of GtCCR4 and the well-characterized optogenetic tool ChRmine demonstrated that GtCCR4 has superior current continuity and action-potential spike generation with less invasiveness in neurons. We also identified highly active mutants of GtCCR4. These results shed light on the diverse structures and dynamics of microbial rhodopsins and demonstrate the strong optogenetic potential of GtCCR4.
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
tRNA完成签到 ,获得积分10
7秒前
共享精神应助深情的不可采纳,获得10
7秒前
马克完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
愤怒的之玉完成签到 ,获得积分10
15秒前
丘比特应助Ki采纳,获得10
16秒前
666666666666666完成签到 ,获得积分10
18秒前
十一完成签到,获得积分20
20秒前
科研小谢完成签到,获得积分10
22秒前
Jasper应助科研牛马采纳,获得10
25秒前
25秒前
27秒前
Leeon完成签到,获得积分10
27秒前
Ki发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
29秒前
30秒前
科研通AI2S应助刘松采纳,获得10
32秒前
alge发布了新的文献求助10
34秒前
shenlee发布了新的文献求助10
36秒前
小台发布了新的文献求助10
36秒前
赘婿应助阿巴阿巴采纳,获得10
37秒前
Ki完成签到,获得积分10
37秒前
重要的天玉完成签到,获得积分10
39秒前
青树柠檬完成签到 ,获得积分10
40秒前
Yaon-Xu完成签到,获得积分10
42秒前
45秒前
46秒前
bc应助海豚有海采纳,获得20
46秒前
思源应助老实寒云采纳,获得10
47秒前
jewie完成签到 ,获得积分10
48秒前
alge完成签到,获得积分10
49秒前
Wendy完成签到,获得积分10
52秒前
55秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
55秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
ding应助科研通管家采纳,获得50
55秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
Gilana应助科研通管家采纳,获得10
55秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
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 3776474
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3321968
关于积分的说明 10208252
捐赠科研通 3037252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666613
邀请新用户注册赠送积分活动 797594
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757872