开发了反向光遗传学工具

波鸿鲁尔大学 (RUB) 的研究人员对一种新的光遗传学工具，一种可以受光控制的蛋白质进行了表征。他们使用了一种来自斑马鱼的视蛋白——一种存在于大脑和眼睛中的蛋白质，并将其引入小鼠的大脑中。与其他光遗传学工具不同，这种视蛋白不会被打开，而是被光关闭。实验还表明，该工具可能适用于研究导致癫痫发展的大脑变化。

由行为神经生物学研究小组的 Melanie Mark 教授和普通动物学和神经生物学系的 Stefan Herlitze 教授领导的团队在 2021 年 7 月 23 日在线发表的《自然通讯》杂志上描述了这些实验和结果。

在各种条件下承担的角色

视蛋白 Opn7b 是一种 G 蛋白偶联受体，存在于斑马鱼中。与许多其他光激活 G 蛋白偶联受体不同，它可以在没有光刺激的情况下被激活，因此是永久激活的;研究人员称其为组成型活性。通常，G 蛋白偶联受体的激活导致某些离子通道的打开，从而导致离子流入细胞以及细胞中的进一步信号传递过程。在 Opn7b 的情况下，光会停用这个永久激活的信号链。

迄今为止，关于在没有刺激的情况下激活的 G 蛋白偶联受体的研究很少，尽管据推测它们在各种神经精神疾病和夜盲症中起作用。它们似乎也参与了病毒诱导的癌症的发展。

更精确地表征受体

Raziye Karapinar 博士、Ida Siveke 博士和 Dennis Eickelbeck 博士详细描述了 Opn7b 的功能，并且令他们惊讶的是，发现受体会被光灭活。相比之下，传统的光遗传学工具是通过光打开的。

研究人员认为 Opn7b 非常适合进一步了解组成型活性的 G 蛋白偶联受体的功能，并获得关于它们在疾病发展中的作用的新知识，其中受体可以以时间控制的方式进行检查在特定的细胞类型中。

癫痫发作

波鸿的研究人员 Jan Claudius Schwitalla 博士和 Johanna Pakusch 博士改变了小鼠大脑皮层中的某些细胞，从而产生了 Opn7b。如果他们用光使受体失活，就会触发动物的癫痫样活动，这种活动可以用光专门控制，并在其他光控制蛋白质的帮助下中断。研究人员希望有可能使用这种光遗传学工具更准确地了解癫痫发作发展的潜在机制和时间尺度。

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