Blue-shifted genetically encoded Ca2+ indicator with enhanced two-photon absorption
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
SignificanceGenetically encoded calcium ion (Ca2+) indicators (GECIs) are powerful tools for monitoring intracellular Ca2+ concentration changes in living cells and model organisms. In particular, GECIs have found particular utility for monitoring the transient increase of Ca2+ concentration that is associated with the neuronal action potential. However, the palette of highly optimized GECIs for imaging of neuronal activity remains relatively limited. Expanding the selection of available GECIs to include new colors and distinct photophysical properties could create new opportunities for in vitro and in vivo fluorescence imaging of neuronal activity. In particular, blue-shifted variants of GECIs are expected to have enhanced two-photon brightness, which would facilitate multiphoton microscopy.AimWe describe the development and applications of T-GECO1—a high-performance blue-shifted GECI based on the Clavularia sp.-derived mTFP1.ApproachWe use protein engineering and extensive directed evolution to develop T-GECO1. We characterize the purified protein and assess its performance in vitro using one-photon excitation in cultured rat hippocampal neurons, in vivo using one-photon excitation fiber photometry in mice, and ex vivo using two-photon Ca2+ imaging in hippocampal slices.ResultsThe Ca2+-bound state of T-GECO1 has an excitation peak maximum of 468 nm, an emission peak maximum of 500 nm, an extinction coefficient of 49,300 M−1 cm−1, a quantum yield of 0.83, and two-photon brightness approximately double that of EGFP. The Ca2+-dependent fluorescence increase is 15-fold, and the apparent Kd for Ca2+ is 82 nM. With two-photon excitation conditions at 850 nm, T-GECO1 consistently enabled the detection of action potentials with higher signal-to-noise (SNR) than a late generation GCaMP variant.ConclusionsT-GECO1 is a high-performance blue-shifted GECI that, under two-photon excitation conditions, provides advantages relative to late generation GCaMP variants.
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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 | 0,000 | 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 découle