Nat. Methods | 检测活体中钙离子与cAMP的双色荧光指示剂

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分享一篇nature methods上的文章A multicolor suite for deciphering population coding of calcium and cAMP in vivo,本文通讯作者是来自京都大学的Masayuki Sakamoto教授与Tatsushi Yokoyama其研究方向为检测神经活动的荧光探针


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cAMP是一个广泛存在的第二信使,由腺苷酸环化酶(AC)合成。钙离子与G蛋白偶联受体(GPCR)也可通过钙离子依赖的AC调控cAMP本文中作者设计了更高cAMP亲和度的绿色指示剂cAMPinG1,以及红色的钙离子指示剂RCaMP3,两种不同颜色的指示剂可揭示钙离子与cAMP间的动态相互作用过程。
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作者选择了蛋白激酶A调节亚基(PKA-R)作为感cAMP的结构域。作者将cpGFP插入了临近cAMP结合且暴露在表面位于柔性区的位置,并做了其它利于性能的改造。在超过250个突变体中作者筛选出了最终的cAMPinG1,其在结合了cAMP后蓝光刺激下绿色荧光会增强10倍,而紫光刺激下会减弱61%,最终结合蓝紫光能有27倍的变化。
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作者在R-GECO1这一红色钙离子指示剂的基础上引入了突变,使激发光谱蓝移以更适应双波长检测,并增大动态范围,形成最终的指示剂RCaMP3
作者将RCaMP3cAMPinG1共表达在了L2/3神经元中,并强制小鼠跑步升高去甲肾上腺素,cAMPPKA的活性。大部分神经元表现出cAMP增加,而大概只有25%的神经元表现出钙离子短暂上升,且运动相关的细胞相对非运动相关的细胞有更大的cAMP上升。

本文作者:JGG
责任编辑:ZJ
文章链接:
https://www.nature.com/articles/s41592-024-02222-9
文章引用:10.1038/ s41592-024-02222-9



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