由行为神经生物学研究小组的Melanie Mark教授和普通动物和神经生物学系的Stefan Herlitze教授领导的团队在《自然通讯》杂志上描述了这些实验和结果,该杂志于2021年7月23日在线发表。

在各种情况下所扮演的角色

Opn7b是一种G蛋白偶联受体,存在于斑马鱼体内。与许多其他光激活的G蛋白偶联受体不同,它可以在没有光刺激的情况下被激活,因此是永久性的活性;研究人员称其为体质性活跃。正常情况下,G蛋白偶联受体的激活会导致某些离子通道的打开,从而导致离子流入细胞以及细胞内进一步的信号传递过程。在Opn7b的情况下,光使这个永久活跃的信号链失效。

到目前为止,关于G蛋白偶联受体的研究很少,尽管人们推测它们在各种神经精神疾病和夜盲症中发挥作用。它们似乎也参与了病毒诱发癌症的发展。

受体的特征更精确

Raziye Karapinar博士、Ida Siveke博士和Dennis Eickelbeck博士详细描述了Opn7b的功能,令他们惊讶的是,他们发现这种受体在光线下会失活。相比之下,传统的光遗传工具是由光开启的。

研究人员考虑Opn7b适合获得进一步洞察G protein-coupled受体的功能,持续活跃,获得新知识的作用在疾病的发展中受体可以检查time-controlled的方式在特定的细胞类型。

癫痫发作

波洪大学的研究人员Jan Claudius Schwitalla博士和Johanna pakusch通过改变老鼠大脑皮层中的某些细胞,从而产生Opn7b。如果他们用光使受体失去活性,就会触发动物的癫痫样活动,这种活动可以用光进行专门控制,并在其他光控蛋白的帮助下被打断。研究人员希望,有可能使用这种光遗传学工具来更精确地理解癫痫发作发展的潜在机制和时间尺度。

Journal Reference:

Raziye Karapinar, Jan Claudius Schwitalla, Dennis Eickelbeck, Johanna pakusch, Brix Mücher, Michelle Grömmke, Tatjana Surdin, Thomas Knöpfel, Melanie D. Mark, Ida Siveke, Stefan Herlitze. Reverse optogenetics of G protein signaling by zebrafish non-visual opsin Opn7b for synchronization of neuronal networks. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-24718-0