Оптогенетика
Основы оптогенетики: подробное руководство
Оборудование для оптогенетики с помощью микроскопа и при свободном поведении животного. Выбор оптогенетического зонда. Вирусная и трансгенная экспрессия.
Основные параметры выбора источника света. Светодиоды vs. лазеры: особенности и преимущества для различных применений.
Отличия широкопольной оптогенетики и оптогенетики с клеточным разрешением. Системы освещения для стимуляции отдельных нейронов и областей мозга.
Сравнения систем освещения для оптогенетики клеточного разрешения: принцип работы и схемы реализации, преимущества и ограничения разных типов установок.
Визуализация кальция для изучения нейронной активности in vivo: преимущества и особенности. Изучение специфических популяций клеток мозга у свободно движущихся животных.
Оборудование для визуализации кальция у свободно движущихся животных. Экспрессия GECI в мозге. Зонд для визуализации. Фильтры и источники света. Устройство визуализации.
Сравнение системы для визуализации кальция in vivo: минископ, волоконная фотометрия, оптоволоконный эндоскоп. Преимущества и особенности применения.
Одновременное использование методов оптогенетики и визуализации кальция в одном эксперименте. Оптогенетические зонды. Сравнение возможностей разных систем визуализации кальция in vivo.
Оптогенетика — методика исследования работы нервных клеток, основанная на внедрении в их мембрану светочувствительных компонентов, которые могут в ответ на освещение световым пучком определенной длины волны изменять свойства клетки-носителя и являться ее флуоресцентными метками. Для внедрения таких компонентов используются методы генной инженерии, для последующей активации используются лазеры, оптоволокно и другая оптическая аппаратура.
Сначала составляют генетическую конструкцию, содержащую ген, который кодирует опсин — чувствительный к свету белок. Далее полученное соединение генов встраивается в геном безопасного для организма вируса, который в свою очередь вводят в мозг подопытного животного, как правило мыши. Попадая в нужные нейроны, вирус начинает синтезировать белок. Затем необходимо подключить оптоволокно к выбранной области на голове животного. Попеременная подача светового сигнала света заставляет белок работать на новом месте как ионный канал в клеточной мембране, открывающийся в требуемый момент.