Фронтиры нейронаук. Кальциевые сенсоры: теперь в красном цвете

17 ноября 2019

Мы продолжаем рассказ о крупнейшей в мире конференции по нейронаукам Society for Neuroscience 2019, который мы ведем совместно с порталом Indicator.Ru. Сегодня речь пойдет о методах и инструментах, которыми пользуются нейроученые, и достаточно много сессий и симпозиумов на конгрессе было посвящено разработке этих методов. Работа канадских исследователей из Университета Альберты посвящена детектированию ионов кальция в клетках нервной системы. Это очень важно, потому что кальциевый сигналинг, например, критически важен для высвобождения нейромедиаторов в синапсах и других процессах в нейронах и глии.

Работа зеленого кальциевого индикатора

Обычно для этого в нейроны встраиваются генетически-кодируемые индикаторы кальция (GECIs, Genetically-encoded calcium ion (Ca²⁺) indicators), светящиеся при взаимодействии с кальцием. Однако обычно эти индикаторы имеют зеленую окраску, что неплохо для культур мозга, однако гораздо хуже для живых организмов. Гораздо интереснее было бы иметь сенсоры красного цвета, которые гораздо дальше проникали бы сквозь ткани мозга.

В настоящее время уже существует несколько красных GECIs, но нет того, который соответствовал бы лучшим образцам зеленых индикаторов и поэтому во всем мире пытаются создать ярко-красный с большим динамическим диапазоном, быстрой кинетикой, хорошей фотостабильностью и минимальной цитотоксичностью.

Авторы предложили сразу две «линейки» сенсоров: красный RCaMP3 (пик интенсивности около 600 нм), который создан на основе одного из самых ярких красных флуоресцентных белков, известных на настоящий момент (mRuby3) и сенсор дальнего красного диапазона, Far Red (FR)-GECOs (пик интенсивности более 650 нм), который основан на белке mKelly.

Профиль RCaMP3

Исследователи показывают, что их сенсоры по своим данным соответствуют лучшим индикаторам кальция в зеленом свете.

Профиль Far Red (FR)-GECOs

Текст: Алексей Паевский

*R. DALANGIN, Y. SHEN, R. E. CAMPBELL;
Chem., Univ. of Alberta, Edmonton, AB, Canada. Engineering red and far-red genetically encoded Ca²⁺indicators. Program No. 521.07. 2019 Neuroscience Meeting Planner. Chicago, IL: Society for Neuroscience, 2019. Online.