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Voltron成像工具:不用撬开脑壳,也能看清你的脑回路~

2019-08-08 90文献解读

荧光染料,一种给生物材料(细胞、DNA、蛋白等)上色的神奇“颜料”,让我们在显微镜下看到不一样的“艺术品”。


Voltron成像工具_1

近日,来自美国的科学家在《Science》发表了荧光染料最新研究成果:一种新型细胞膜电压成像探针Voltron,它可以精准的跟踪活体动物的神经元活动。本次研究为开发新型大脑成像工具奠定了基础。

工作原理

Voltron组件中的染料与一种特殊的工程蛋白配对,当特定的神经元打开时强度发生变化,从而使研究人员能够检测到大脑中的神经信号。

Voltron  VS  经典方法

科学家们一般是用过研究神经元电压变化来获取神经元之间的“对话”。

电极

做过神经生物学实验的小伙伴应该都知道电极这个东西,将电极(金属丝或玻璃片)插入神经元是测量电压变化的经典方法,但是连接电极非常麻烦,而且很难同时监测多个神经元。

普通荧光分子

其他技术使用的荧光分子观察神经元离子水平,或依赖荧光蛋白,都有持续时间短的bug,很难捕捉瞬息万变的神经元电压变化。

Voltron

Voltron使用的是一种超亮的合成染料,它发出的光是荧光蛋白的10倍,可以同时监测多个细胞,甚至可以区分相邻神经元的信号,每次持续10~15min。

Voltron & 斑马鱼

在使用Voltron的实验测试中,研究人员观察到发育中的斑马鱼脊髓中神经元被激活,表明Voltron可以观察实时的神经活动;在斑马鱼幼体实验中,Voltron使尖峰信号与行为的精确关联成为可能。

Voltron成像工具_2

目前,研究小组已经设计出适用于老鼠、果蝇和斑马鱼的Voltron组件;Voltron技术可应用于光板显微镜和其他种类的光学显微镜,科学家们正在开发Voltron的变体,让其适用于双光子成像。

小编批注:
相信在不久的将来,就可以给你清奇的脑回路来张照片咯,23333!

参考文献:
Abdelfattah A S, Kawashima T, Singh A, et al. Bright and photostable chemigenetic indicators for extended in vivo voltage imaging[J]. Science, 2019: eaav6416.
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