Blue-shifted ancyromonad channelrhodopsins for multiplex optogenetics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Light-gated ion channels from protists (channelrhodopsins or ChRs) are optogenetic tools widely used for controlling neurons and cardiomyocytes. Multiplex optogenetic applications require spectrally separated molecules, which are difficult to engineer without disrupting channel function. Scanning numerous sequence databases, we identified three naturally blue-shifted ChRs from ancyromonads. They form a separate branch on the phylogenetic tree and contain residue motifs characteristic of anion ChRs (ACRs). However, only two conduct chloride, whereas the closely related Nutomonas longa homolog generates inward cation currents in mammalian cells under physiological conditions, significantly exceeding those by previously known tools with similar spectral maxima (peak absorption at ∼440 nm). Measurements of transient absorption changes and pH titration of purified proteins combined with mutant analysis revealed the roles of the residues in the photoactive site. Ancyromonad ChRs could be activated by near-infrared two-photon illumination, a technique that enables the deeper-tissue optogenetic activation of specific neurons in three dimensions. Both ancyromonad ACRs allowed optogenetic silencing of mouse cortical neurons in brain slices. Ancyromonas sigmoides ACR ( Ans ACR) expression in cholinergic neurons enabled photoinhibition of pharyngeal muscle contraction in live worms. Overall, our results deepen the mechanistic understanding of light-gated channel function and expand the optogenetic toolkit with potent, blue-shifted ChRs. Impact statement Ancyromonad channelrhodopsins advance our understanding of ionic selectivity and wavelength regulation in light-gated ion channels, and expand the toolkit for multiplexing with red-shifted fluorescent sensors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».