The Expanding Family of Natural Anion Channelrhodopsins Reveals Large Variations in Kinetics, Conductance, and Spectral Sensitivity
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract Natural anion channelrhodopsins (ACRs) discovered in the cryptophyte alga Guillardia theta generate large hyperpolarizing currents at membrane potentials above the Nernst equilibrium potential for Cl − and thus can be used as efficient inhibitory tools for optogenetics. We have identified and characterized new ACR homologs in different cryptophyte species, showing that all of them are anion-selective, and thus expanded this protein family to 20 functionally confirmed members. Sequence comparison of natural ACRs and engineered Cl − -conducting mutants of cation channelrhodopsins (CCRs) showed radical differences in their anion selectivity filters. In particular, the Glu90 residue in channelrhodopsin 2, which needed to be mutated to a neutral or alkaline residue to confer anion selectivity to CCRs, is nevertheless conserved in all of the ACRs identified. The new ACRs showed a large variation of the amplitude, kinetics, and spectral sensitivity of their photocurrents. A notable variant, designated “ZipACR”, is particularly promising for inhibitory optogenetics because of its combination of larger current amplitudes than those of previously reported ACRs and an unprecedentedly fast conductance cycle (current half-decay time 2–4 ms depending on voltage). ZipACR expressed in cultured mouse hippocampal neurons enabled precise photoinhibition of individual spikes in trains of up to 50 Hz frequency.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle