Optogenetische Überwachung von Membranpotenzialen

Im letzten Jahrzehnt haben Forscher in unserem Labor mehrere Serien von genetisch codierten spannungsempfindlichen fluoreszenten Proteinen (VSFPs) durch molekulare Fusion eines spannungssensitiven Domänenoperanden mit verschiedenen fluoreszenten Reporteiweißen entwickelt. Diese genetisch kodierten VSFPs haben gezeigt, dass sie einen zuverlässigen optischen Bericht über das Membranpotenzial von gezielten Neuronen und Muskelzellen in Kultur oder in lebenden Tieren liefern. Allerdings weisen diese verschiedenen Reporter auch Unterschiede sowohl in ihren spannungssensitiven als auch in ihren Ziel-eigenschaften auf, die im Wesentlichen mit den intrinsischen Eigenschaften der fluoreszenten Reporterproteine zusammenhängen. Daher ist es wichtig, den Sensor sorgfältig auszuwählen, der für die jeweilige experimentell untersuchte Fragestellung am geeignetsten ist. Hier untersuchen wir den aktuellen Stand dieses Teilbereichs der Optogenetik, erörtern aktuelle Einschränkungen und Herausforderungen und diskutieren, was voraussichtlich in naher Zukunft machbar sein wird.