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자료유형
학술저널
저자정보
정아롱 (한국과학기술연구원) Dhanarajan Rajakumar (한국과학기술연구원) 윤봉준 (고려대학교) 브래들리 베이커 (한국과학기술연구원)
저널정보
한국뇌신경과학회 Experimental Neurobiology Experimental Neurobiology Vol.26 No.5
발행연도
2017.1
수록면
241 - 251 (11page)

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Saturation mutagenesis was performed on a single position in the voltage-sensing domain (VSD) of a genetically encoded voltage indicator (GEVI). The VSD consists of four transmembrane helixes designated S1-S4. The V220 position located near the plasma membrane/extracellular interface had previously been shown to affect the voltage range of the optical signal. Introduction of polar amino acids at this position reduced the voltage-dependent optical signal of the GEVI. Negatively charged amino acids slightly reduced the optical signal by 33 percent while positively charge amino acids at this position reduced the optical signal by 80%. Surprisingly, the range of V220D was similar to that of V220K with shifted optical responses towards negative potentials. In contrast, the V220E mutant mirrored the responses of the V220R mutation suggesting that the length of the side chain plays in role in determining the voltage range of the GEVI. Charged mutations at the 219 position all behaved similarly slightly shifting the optical response to more negative potentials. Charged mutations to the 221 position behaved erratically suggesting interactions with the plasma membrane and/or other amino acids in the VSD. Introduction of bulky amino acids at the V220 position increased the range of the optical response to include hyperpolarizing signals. Combining The V220W mutant with the R217Q mutation resulted in a probe that reduced the depolarizing signal and enhanced the hyperpolarizing signal which may lead to GEVIs that only report neuronal inhibition.

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Berger T / 2007 / Combined voltage and calcium epifluorescence imaging in vitro and in vivo reveals subthreshold and suprathreshold dynamics of mouse barrel cortex / J Neurophysiol 97:3751~3762 google schola Storace DA / 2015 / Monitoring brain activity with protein voltage and calcium sensors / Sci Rep 5:10212 google schola Empson RM / 2015 / Validation of optical voltage reporting by the genetically encoded voltage indicator VSFP-butterfly from cortical layer 2/3 pyramidal neurons in mouse brain slices / Physiol Rep 3:e12468 google schola Nakajima R / 2016 / Optogenetic monitoring of synaptic activity with genetically encoded voltage indicators / Front Synaptic Neurosci 8:22 google schola Storace D / 2016 / Toward better genetically encoded sensors of membrane potential / Trends Neurosci 39:277~289 google schola

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