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AAV-光遗传:hChR2,R
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AAV-光遗传
光遗传学技术的原理光遗传学(Optogenetics)是指结合光学与遗传学手段,精确控制特定神经元活动的技术。该技术利用分子生物学、病毒生物学等手段,将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中,在细胞膜结构上表达了光敏感通道蛋白;然后通过特定波长光的照射,控制细胞膜结构上的光敏感通道蛋白的激活与关闭;光敏感蛋白的激活和关闭可控制细胞膜上离子通道的打开与关闭,进而改变细胞膜电压的变化,如膜的去极化与超极化。当膜电压去极化超过一定阈值时就会诱发神经元产生可传导的电信号,即神经元的激活;相反,当膜电压超极化到一定水平时,就会抑制神经元动作电位的产生,即神经元的抑制。
传统的电生理激活多种神经元,具有高时间分辨率。相比电生理,光遗传学技术可以无损伤或低损伤地控制特异神经元的活动,来研究该神经网络功能,特别适用于在体、甚至清醒动物行为学实验,具有高时空分辨率、高特异性以及轴突投射选择性(如图1)。
图1. 光遗传学与电生理调控细胞的差异
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