光遗传学-课件.ppt
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- 关 键 词:
- 遗传学 课件
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1、1ppt课件课件1.光遗传学的研究历史2.光遗传学的概念3.光遗传学的研究内容4.光遗传学的研究与进展contents2ppt课件课件3ppt课件课件在电影黑衣人中,特工处理完外星人出没现场之后都会掏出一个发光棒,让围观群众“往这儿看”,然后强光一闪,围观者的短时记忆就被抹去,不再记得见过奇怪外星生物的经历。真的有这样的技术,能够用光来控制大脑吗?简短的答案是,有。但是可能没有电影里表现的那么简单。光真的可控大脑吗?4ppt课件课件 电压门控通道:电极刺激 缺点:电极太粗糙,插入脑内给予电刺激会影响到插入处的许多神经元,而且电信号也很难精确地中止神经元的兴奋 化学门控通道:药物刺激 缺点:药物
2、不够专一,而且反应要比神经活动慢得多1.光遗传学的研究历史5ppt课件课件美国斯坦福科学家美国斯坦福科学家Karl Deisseroth光遗传学(光遗传学(optogenetics)技术将光学技术与遗传学技技术将光学技术与遗传学技术相结合,灵感来自视觉通术相结合,灵感来自视觉通路,最初主要用于神经科学路,最初主要用于神经科学研究。研究。2.光遗传学的概念6ppt课件课件Nature Methods杂志评选出的2010年度研究方法光遗传学(optogenetics)。Nature Methods杂志在十周年之际推出了纪念特刊,点评了在过去十年中对生物学研究影响最深的十大技术,其中就包括光遗传学技
3、术。诺贝尔奖?7ppt课件课件1.光遗传学工具光遗传学工具2.光遗传学工具导入机体途径光遗传学工具导入机体途径3.光光传导工具传导工具4.常用的常用的模式动物模式动物3.光遗传学的研究内容8ppt课件课件3.1光遗传学工具作为控制蛋白,用来调制活组织中靶细胞的专一活动:兴奋 抑制9ppt课件课件 在光遗传学试验中,研究人员能够在感兴趣的能调控电信号的靶细胞上表达来自视蛋白的光学门控离子通道(light-gatedionchannels)比如视紫红质通道蛋白视紫红质通道蛋白2(channelrhodopsin-2,ChR2)和嗜盐嗜盐菌紫质(菌紫质(halorhodopsin,NpHR)一类的视
4、蛋白都已经成为了神经生物学实验室中的常用蛋白。科学家可以分别利用蓝光蓝光和红红光光来激活(去极化)激活(去极化)或抑制(超极化)抑制(超极化)一系列的经过遗传改造的神经元细胞。10ppt课件课件ChR2是一种受光脉冲控制的具有7次跨膜结构的非选择性阳离子通道蛋白,可以快速形成光电流,使细胞发生去极化反应。Channelrhodopsin(Kato et al.,2012)11ppt课件课件NpHR是一种受光脉冲控制的具有7次跨膜结构的选择性阴离子通道蛋白,可以快速形成光电流,使细胞发生超极化反应。Halorhodopsin(Kouyama etal.,2010)12ppt课件课件13ppt课件
5、课件 但是这些视蛋白也不是十全十美,因此科学家又开始寻找新一代的光遗传学工具。研究人员注意到了这两种新的质子泵:来自苏打盐红菌(Halorubrumsodomense,古细菌)的Arch蛋白 来自油菜黑胫病真菌(Leptosphaeriamaculans)的Mac蛋白 这两种分子相比传统的视蛋白具有三点明显的优势,一是能形成更大的电流;二是能自我恢复;三是具有不同的颜色偏好性(Arch蛋白对黄色光敏感,Mac蛋白对蓝色光敏感)。新发现蛋白中的Mac蛋白在蓝光中能关闭神经元,在黄光中则不能。在一种细胞中表达Mac蛋白而在另一细胞中表达对黄光敏感的抑制蛋白,这样就能利用不同颜色的光线来针对性地抑制
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