Extending the Time Domain of Neuronal Silencing with Cryptophyte Anion Channelrhodopsins
Notice bibliographique
Résumé
Optogenetic inhibition of specific neuronal types in the brain enables analysis of neural circuitry and is promising for the treatment of a number of neurological disorders. Anion channelrhodopsins (ACRs) from the cryptophyte alga Guillardia theta generate larger photocurrents than other available inhibitory optogenetic tools, but more rapid channels are needed for temporally precise inhibition, such as single-spike suppression, of high-frequency firing neurons. Faster ACRs have been reported, but their potential advantages for time-resolved inhibitory optogenetics have not so far been verified in neurons. We report RapACR, nicknamed so for “rapid,” an ACR from Rhodomonas salina , that exhibits channel half-closing times below 10 ms and achieves equivalent inhibition at 50-fold lower light intensity in lentivirally transduced cultured mouse hippocampal neurons as the second-generation engineered Cl – -conducting channelrhodopsin iC++. The upper limit of the time resolution of neuronal silencing with RapACR determined by measuring the dependence of spiking recovery after photoinhibition on the light intensity was calculated to be 100 Hz, whereas that with the faster of the two G. theta ACRs was 13 Hz. Further acceleration of RapACR channel kinetics was achieved by site-directed mutagenesis of a single residue in transmembrane helix 3 (Thr111 to Cys). We also show that mutation of another ACR (Cys to Ala at the same position) with a greatly extended lifetime of the channel open state acts as a bistable photochromic tool in mammalian neurons. These molecules extend the time domain of optogenetic neuronal silencing while retaining the high light sensitivity of Guillardia ACRs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».