生物発光光遺伝学2.0:生体内および生体内で光感覚タンパク質を活性化するための生物発光の利用

生物発光−小分子基質を酸化するルシフェラーゼ酵素によって放出される光、ルシフェリン−は、ニューロン内の光依存性イオンチャネルおよびポンプを活性化するためにインビトロおよびインビボで使用されてきた。この生物発光光遺伝学(BL-OG)アプローチは、化学遺伝学的要素を光遺伝学的ツールに付与するが、神経科学における使用に限定されない。むしろ、生物発光を利用して任意の光感覚タンパク質を活性化することができ、したがって、細胞における多数の光媒介機能の操作を可能にする。様々なルシフェラーゼ - ルシフェリン対を、異なる波長の光および光強度を必要とする光感覚タンパク質と適合させることができる。

特定の用途に応じて、ルシフェラーゼ-光受容体融合タンパク質を使用するか、または単純な同時トランスフェクションによって、効率的な光送達を達成することができます。光依存性二量体化または立体構造変化に基づく光感覚タンパク質は、タンパク質局在化、細胞内シグナル伝達経路の調節から転写までの細胞プロセスに影響を及ぼす生物発光によって駆動され得る。以下のプロトコルは、細胞および生物における生物発光活性化の実験的実行を詳述し、生物発光駆動型リコンビナーゼおよび転写因子を用いた結果を記載する。このプロトコルは、 インビトロ および インビボで生物発光光遺伝学を実施するための基本的な手順を研究者に提供します。記載されたアプローチは、多数の異なる実験パラダイムにさらに拡張および個別化することができる。