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    研选高性能基因编码钙离子探针——jGCaMP7

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    高性能基因编码钙离子探针——jGCaMP7

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    • 商家诚信度 
    • 入驻年限  1年
    • 武汉市东湖高新技术开发区光谷七路128号核磁谱仪产业基地实验楼
      • 规格:

        体积100 μL,滴度12次方

       
      一、高性能基因编码钙离子探针——jGCaMP7

             利用基因编码钙指示剂(genetically encoded calcium indicators,GECIs)测量神经元活动已成为神经科学中广泛使用的方法,GECIs进行钙成像通常用于测量完整神经系统的神经活动,如检测大量神经元胞体的活动,或追踪神经元亚细胞(如轴突、树突和单个突触)的动态。尽管取得了重大进展,但钙成像仍然受到现有GECIs的生物物理特性的限制,包括亲和力、信噪比、灵敏度、半衰期以及动态范围,因此,GECIs在这些方面还有待改进。 2019年6月17日,来自霍华德休斯医学研究所的Karel Svoboda、Loren Looger  Vivek Jayaraman等课题组合作的“GENIE项目组”在顶级期刊《Nature Methods》上发表了题为“High-performance calcium sensors for imagingactivity in neuronal populations and microcompartments”的研究成果。该论文系统地介绍了新一代基因编码的钙离子探针jGCaMP7系列,专门用于检测特定环境下的神经元活动。jGCaMP7包括:jGCaMP7s(灵敏)、jGCaMP7f(快速动力学)、jGCaMP7b(较亮的基线荧光)和jGCaMP7c(高对比度)。jGCaMP7在体内和体外都进行了测试,其性能明显优于GCaMP6。
               研究人员利用在存在或不存在Ca2+时GCaMP的晶体结构,确定了可能影响指示剂关键性质的位置,包括静息荧光和峰值荧光,以及结合和不结合Ca2+的亲和力和动力学。GCaMP包括一个与钙调蛋白(CaM)融合的环状排列GFP(cpGFP)和一个来自肌球蛋白轻链激酶(Rs20,也称为M13)的钙调蛋白结合肽。钙调蛋白依赖的构象变化及其与M13和GFP的相互作用调节GFP发色团环境并影响荧光。对GFP-CaM接口和CaM-M13相互作用接口进行了定点突变(图1a)。通过电极刺激培养的神经元筛选662个变异的jGCaMP7(图1c),继续在体外特性研究中得到了性能优良的jGCaMP7s、jGCaMP7f、jGCaMP7b和jGCaMP7c。其中,jGCaMP7s灵敏性可达GCaMP6s的5倍以上,且速率也快于GCaMP6s;jGCaMP7b灵敏度达到GCaMP6s3倍,荧光亮度增强50%;jGCaMP7c灵敏度是GCaMP6s的2.7倍,且对比度增强;jGCaMP7f反应速率是GCaMP6f 的5倍及GCaMP6s的3倍(图2)。

                                                                                 

       
                                                                  图1. 分离神经元中jGCaMP7的突变与筛选
                                                                                图2. jGCaMP7的筛选及体外特性研究

              通过优化钙离子探针的 Ca2+亲和力同时进一步提高探针的灵敏度、信噪比、半衰期和动态范围,研发出了jGCaMP7系列。追踪神经元亚细胞的动态对神经环路研究具有重要意义,而树突、轴突等亚细胞结构小,jGCaMP6 灵敏度低,成像保真度不高,而 jGCaMP7s,jGCaMP7f,jGCaMP7b很大程度上提高了在不同钙离子浓度下的灵敏度,jGCaMP7f 同时具有较快的反应速率,这对于神经元亚细胞的动态检测非常重要。
               研究人员随后在在体水平验证了jGCaMP7。在检测jGCaMP7在成年果蝇椭球体神经元的表现中,检测对于闭环视觉刺激下的运动果蝇的树突神经活动,通过双光子成像发现jGCaMP7f相比GCaMP6f表现出更高的检测灵敏度(图3)。通过对小鼠初级视觉皮层双光子成像中,发现jGCaMP7b相比于GCaMP6s能够在更多的树突棘中检测到对视觉刺激的反应(图4)。

                                                   图3. jGCaMP7在成年果蝇椭球体神经元中的表现

                                                      图4. 树突棘中钙信号的检测

             
      目前 jGCaMP7已经被广泛用于线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等多个模式生物的研究。未来GCaMP的改进可能需要最大限度地增加其荧光强度,这将需要对GCaMP骨架进行重大改变,例如用更明亮的荧光蛋白取代cpGFP,用cpGFP发色团重新设计CaM-M13接口,或者使用完全不同的荧光基团。

      二、枢密科技jGCaMP7系列钙离子探针列表:

       
      产品编号 产品名称 启动子 Cre/Flp依赖
      PT-1421 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7s CAG Cre依赖
      PT-1422 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7f CAG Cre依赖
      PT-1423 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7b CAG Cre依赖
      PT-1424 rAAV-CAG-FLEX-jGCaMP7c CAG Cre依赖

      三、该产品被引用文献:

      Hod Dana. et al. High-performance GFP-based calcium indicators for imaging activity in neuronal populations and microcompartments. bioRxiv 434589, Oct. 3, 2018.
      https://www.biorxiv.org/content/10.1101/434589v1    



      四、知名合作伙伴




      五、企业资质



      六、关于枢密:


             枢密科技始于5年前的梦想,始终坚持初心,专注于工具病毒载体研究及AAV临床前研究,为多家知名药企提供实验造模及临床前研究产品、为200+顶尖课题组提供长期服务,为1600+位科研工作者提供稳定、创新的前沿产品和技术支持。枢密(BrainVTA)已成为中国神经科学领域最具影响力品牌,影响了一批有梦想有抱负的科研人员,尤其是在神经环路研究、光遗传学、化学遗传学、基因功能研究、免疫研究、疼痛研究、中医针灸等领域走在市场前列。

       

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