光遗传optogenetics
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Opto genetics
光遗传学原理及应用TeoLinc（泰耳光电）光遗传
演讲PPT
光遗传学基本原理光遗传学基本操作光遗传学应用光遗传学与电生理
Karl Deisseroth, M.D., Ph.D.
光遗传学之父
FENG ZHANG, Ph.D.
成功的老板后面有一群成功的学生Opto genetics 2005—
2015
Opto genetics基本原理
光感蛋白表达
光感蛋白被光激活
光感蛋白
470nm 蓝光 兴奋性通道 590nm 、566nm 黄光 抑制性性通道
藻类
土壤或水体 盐碱古菌 盐湖 光感蛋白
Problems of WT ChR2
Development of ChR2
（E123T）
MAX: 200Hz
Problems of WT NpHR NpHR在内质网内大量堆积
Development of NpHR
Development of BR
Opto genetics 基本操作
Opto genetics 光学控制
操作
遗传操作 光源（激光/LED ）
光纤、跳线等 病毒表达 或转基因
病毒表达
病毒注射 promoter opsin 质粒
AA V 病毒
病毒表达 pAAV-hSyn -Con/Fon hChR2(H134R)-EYFP-WPRE
pAAV-Ef1a-DIO hChR2(H134R)-EYFP-WPRE
pAAV-CamKII -hChR2 (T159C)-p2A-EYFP-WPRE pAAV-hThy1-eArch 3.0-EYFP pAAV-hSyn -eNpHR 3.0-EYFP pAAV-CaMKIIa -eNpHR3.0-EYFP pAAV-Ef1a-DIO eArch 3.0-EYFP Promoter ： 特异：CamK II, ChAT, GFAP, c-Fos 广谱: Syn ，Thy1 Cre/loxp 系统：DIO+cre transgenic mice
转基因
Thy1-ChR2-eYFP ai27,ai32,ai35,ai39
Loxp-ChR2-mCherry
Loxp-ChR2-eYFP
Loxp-Arch-eYFP
Loxp-NpHR-eYFP
Ai39+PV-cre
光学操作Laser LED
套管
光源控制器
插芯
Opto genetics的应用
精确控制特异脑区
甄别细胞类型
控制特异细胞
控制特异环路
Optogenetics对海马dCA1进行精确操控
Inbal Goshen,et al.,cell,2011
Optogenetics对mPFC延时电活动进行精确操控
Ding Liu, et al.,science,2014
Optogenetics直接证明记忆痕迹的存在
记忆存在哪里？记忆是否有痕迹？
Xu Liu, et al.,nature,2012
Optogenetics研究特异类型细胞功能
兴奋性神经元和抑制性神经元（interneuron)
posterior dorsal subdivision of medial amygdala(MeApd)
Weizhe Hong,et al.,cell,2014
Optogenetics研究特异类型细胞功能
PV interneuron SOM interneuron
Steffen B. E. Wolff,et al.,nature,2014 Matthew Lovett-Barron, et al.,science,2014
Optogenetics研究特异环路功能
BLA-CeA circuit
Tye KM,et al.,nature,2011
Opto genetics与活体电生理
在体多通道记录系统
光遗传学系统
光电极
甄别细胞类型
光电一体系统
Opto genetics与Patch clamp
光感蛋白功能验证
是否可以在脑片上研究环路？
怎么做呢？
Opto genetics与Patch clamp
Polygon 400
任性刺激形状编辑，多点、多波长同时刺激
Polygon 400与Patch clamp
操作实例安装简单方便
BLA Auditory cortex thalamus Hippocampus CA1 CA3 Entorhinal Cortex
输入环路整合
Hippocampus CA1 CA3 Entorhinal Cortex 470nm 470nm ChR2-mCherry ChR2-eYFP
输入环路整合
New York, New York, USA
亚细胞结构刺激
University of Western Sydney, Australia
Rice University, Houston
未完待续。。。
Any question?