Bioluminescent Optogenetics 2.0: विट्रो में और विवो में फोटोसेंसरी प्रोटीन को सक्रिय करने के लिए बायोल्यूमिनेसेंस का दोहन

बायोल्यूमिनेसेंस - एक छोटे अणु सब्सट्रेट, एक लूसिफेरिन को ऑक्सीकरण करने वाले एक लूसिफेरस एंजाइम द्वारा उत्सर्जित प्रकाश - का उपयोग विट्रो में और विवो में न्यूरॉन्स में प्रकाश-गेटेड आयन चैनलों और पंपों को सक्रिय करने के लिए किया गया है। जबकि यह बायोल्यूमिनेसेंट ऑप्टोजेनेटिक्स (बीएल-ओजी) दृष्टिकोण ऑप्टोजेनेटिक उपकरणों के लिए एक कीमोजेनेटिक घटक प्रदान करता है, यह तंत्रिका विज्ञान में उपयोग करने के लिए सीमित नहीं है। इसके बजाय, बायोल्यूमिनेसेंस का उपयोग किसी भी फोटोसेंसरी प्रोटीन को सक्रिय करने के लिए किया जा सकता है, इस प्रकार कोशिकाओं में प्रकाश-मध्यस्थता कार्यों की एक भीड़ के हेरफेर को सक्षम करता है। विभिन्न प्रकार के लूसिफेरस-लूसिफेरिन जोड़े को प्रकाश और प्रकाश तीव्रता के विभिन्न तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता वाले फोटोसेंसरी प्रोटीन के साथ मिलान किया जा सकता है।

विशिष्ट अनुप्रयोग के आधार पर, कुशल प्रकाश वितरण को लूसिफेरस-फोटोरिसेप्टर संलयन प्रोटीन का उपयोग करके या सरल सह-अभिकर्मक द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। प्रकाश-निर्भर dimerization या संरचनात्मक परिवर्तनों पर आधारित photosensory प्रोटीन प्रोटीन स्थानीयकरण से सेलुलर प्रक्रियाओं को प्रभावित करने के लिए bioluminescence द्वारा संचालित किया जा सकता है, प्रतिलेखन के लिए इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग मार्गों के विनियमन। नीचे दिए गए प्रोटोकॉल में कोशिकाओं और जीवों में बायोल्यूमिनेसेंस सक्रियण के प्रयोगात्मक निष्पादन का विवरण दिया गया है और बायोल्यूमिनेसेंस-संचालित पुनर्संयोजन और प्रतिलेखन कारकों का उपयोग करके परिणामों का वर्णन किया गया है। प्रोटोकॉल जांचकर्ताओं को विट्रो और विवो में बायोल्यूमिनेसेंट ऑप्टोजेनेटिक्स करने के लिए बुनियादी प्रक्रियाओं के साथ प्रदान करता है। वर्णित दृष्टिकोणों को आगे बढ़ाया जा सकता है और विभिन्न प्रयोगात्मक प्रतिमानों की भीड़ के लिए व्यक्तिगत किया जा सकता है।