用于记录神经元激活的快速钙依赖性荧光标记

钙瞬变可在从毫秒到数小时的时间尺度上编码细胞和神经元活动，然而，如何将这些瞬变信号与下游分子状态联系起来，仍然是一项重大挑战。我们近期引入了 Caprola，这是一种钙依赖性蛋白标记工具，能够将钙瞬变转化为可供后续分析的永久性荧光标记。借助这一方式，Caprola 不仅能够在动物模型中追踪神经元活动，还能够在事后识别被标记的细胞，以便进行分离和转录组分析。 然而，Caprola 相对较慢的标记动力学要求使用较高浓度的荧光团探针以及相对较长的标记时间，这限制了其灵敏度和适用性，尤其是在体内应用中。为了解决这一局限性，我们构建了 Caprola 变体，其标记速率最高可比前代版本快 29 倍。我们证明，新的 Caprola 变体能够在既往 Caprola 变体无法产生标记的条件下，于细胞中以及斑马鱼幼体脑内记录钙瞬变。我们还进一步将 Caprola 的适用范围扩展至突触后区室的活动依赖性标记，为将功能活动历史与下游分子分析及转录组分析相结合开辟了新途径。

钙瞬变能够编码跨越毫秒到数小时不同时间尺度的细胞和神经元活动，然而，如何将这些瞬时信号与下游分子状态联系起来，仍然是一项重大挑战。我们最近推出了 Caprola，这是一种钙依赖性的蛋白标记工具，可将钙瞬变转换为永久性的荧光标记，以便后续分析。通过这种方式，Caprola 能够追踪动物模型中的神经元活动，并对已标记细胞进行回顾性识别，以便分离和转录组分析。然而，Caprola 相对较慢的标记动力学需要较高浓度的荧光团探针和相对较长的标记时间，这限制了其灵敏度和适用性，尤其是在体内应用中。为了解决这一局限性，我们构建了 Caprola 变体，其标记速率最高可达前代版本的 29 倍。我们证明，这些新的 Caprola 变体能够在细胞中以及斑马鱼幼体脑中记录钙瞬变，而在这些条件下，先前的 Caprola 变体并未显示出标记。我们进一步将 Caprola 的适用范围扩展到对突触后区室进行活动依赖性的标记，为将功能活动历史与下游分子分析和转录组分析相耦合开辟了新途径。

JW、JH 和 KJ 被列为 MPG 提交的 split-Halo 技术相关专利的发明人。

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🏷️ 钙依赖性荧光标记 神经元活动记录 钙瞬变 斑马鱼脑 转录组分析