stringtranslate.com

Кальциевая визуализация

Кальциевая визуализация — это метод микроскопии для оптического измерения статуса кальция (Ca 2+ ) изолированной клетки , ткани или среды. Кальциевая визуализация использует индикаторы кальция, флуоресцентные молекулы, которые реагируют на связывание ионов Ca 2+ флуоресцентными свойствами. Существует два основных класса кальциевых индикаторов: химические индикаторы и генетически кодируемые кальциевые индикаторы (GECI). [1] Эта техника позволила изучить сигнализацию кальция в самых разных типах клеток. В нейронах генерация потенциала действия всегда сопровождается быстрым притоком ионов Ca 2+ . Таким образом, кальциевую визуализацию можно использовать для мониторинга электрической активности сотен нейронов в клеточной культуре или у живых животных, что позволило наблюдать активность нейронных цепей во время текущего поведения. [2]

Химические индикаторы

Схема типичной установки для кальциевой флуоресцентной визуализации изолированных сердечных миоцитов

Химические индикаторы — это небольшие молекулы, которые могут хелатировать ионы кальция. Все эти молекулы основаны на гомологе EGTA , называемом BAPTA , с высокой селективностью к ионам кальция (Ca 2+ ) по сравнению с ионами магния (Mg 2+ ).

В эту группу индикаторов входят фура-2 , индо-1 , флуо-3 , флуо-4 , кальций зеленый-1.

Эти красители часто используются с хелаторными карбоксильными группами , замаскированными под ацетоксиметиловые эфиры , чтобы сделать молекулу липофильной и обеспечить легкий вход в клетку. Как только эта форма индикатора попадает в клетку, клеточные эстеразы освобождают карбоксильные группы, и индикатор может связывать кальций. Свободная кислотная форма красителей (т. е. без модификации ацетоксиметилового эфира) также может быть напрямую введена в клетки с помощью микроэлектрода или микропипетки , что устраняет неопределенности относительно клеточного отсека, удерживающего краситель (ацетоксиметиловый эфир также может проникать в эндоплазматический ретикулум и митохондрии ). Связывание иона Ca 2+ с молекулой флуоресцентного индикатора приводит либо к увеличению квантового выхода флуоресценции , либо к сдвигу длины волны испускания/ возбуждения . Отдельные химические флуоресцентные индикаторы Ca 2+ используются для измерения цитозольного кальция в самых разных клеточных препаратах. Первая визуализация Ca 2+ в реальном времени (скорость видео) была проведена в 1986 году в сердечных клетках с использованием усиленных видеокамер. [3] Более позднее развитие техники с использованием лазерных сканирующих конфокальных микроскопов выявило субклеточные сигналы Ca 2+ в форме искр Ca 2+ и вспышек Ca 2+ . Относительные ответы от комбинации химических флуоресцентных индикаторов Ca 2+ также использовались для количественной оценки кальциевых переходов во внутриклеточных органеллах, таких как митохондрии . [4]

Кальциевая визуализация, также называемая кальциевым картированием, также используется для проведения исследований тканей миокарда. [5] Кальциевое картирование — это широко распространенный метод, используемый на целых изолированных сердцах, таких как у мышей, крыс и кроликов.

Генетически кодируемые показатели кальция

Генетически кодируемые индикаторы кальция (GECI) являются мощными инструментами, полезными для визуализации in vivo клеточных, развивающих и физиологических процессов. [6] [7] [8] [9] GECI не нужно загружать в клетки; вместо этого гены, кодирующие эти белки, могут быть введены в отдельные клетки или клеточные линии различными методами трансфекции . Также возможно создание трансгенных животных, экспрессирующих индикатор во всех клетках или выборочно в определенных клеточных подтипах. GECI используются для изучения нейронов, [10] [11] Т-клеток , [12] кардиомиоцитов , [13] и других типов клеток. Некоторые GECI сообщают о кальции путем прямого испускания фотонов ( люминесценции ), но большинство полагаются на флуоресцентные белки в качестве репортеров, включая зеленый флуоресцентный белок GFP и его варианты (eGFP, YFP, CFP).

Из флуоресцентных репортеров системы индикаторов кальция можно разделить на системы с одним флуоресцентным белком (FP) и системы с парными флуоресцентными белками. Camgaroos были одними из первых разработанных вариантов, включающих систему с одним белком. Camgaroos используют преимущество кальмодулина (CaM), связывающего кальций белка. В этих структурах CaM вставлен в середину желтого флуоресцентного белка (YFP) в Y145. Предыдущие исследования мутагенеза показали, что мутации в этой позиции придают стабильность pH при сохранении флуоресцентных свойств, что делает Y145 интересной точкой вставки. Кроме того, концы N и C YFP связаны пептидным линкером (GGTGGS). Когда CaM связывается с Ca2+, эффективное pKa снижается, что позволяет депротонировать хромофор. [14] Это приводит к увеличению флуоресценции при связывании кальция в интенсометрической манере. Такое обнаружение контрастирует с ратиометрическими системами, в которых происходит изменение спектров поглощения/излучения в результате связывания Ca2+. [15] Более поздняя разработанная система с одним FP, названная G-CaMP , также вызывает циркулярно переставленный GFP. Один из концов слит с CaM, а другой конец слит с M13 (доменом связывания кальмодулина миозиновой легкой киназы) [16] Белок разработан таким образом, что концы расположены близко в пространстве, что позволяет связыванию Ca2+ вызывать конформационные изменения и модуляцию хромофора, что позволяет увеличить флуоресценцию. G-CaMP и его усовершенствованные варианты имеют наномолярные связывающие аффинности. [17] Последний вариант с одним белком — CatchER, который обычно считается индикатором с более низким сродством. Его карман для связывания кальция довольно отрицательный; связывание катиона помогает экранировать большую концентрацию отрицательного заряда и позволяет восстановить флуоресценцию. [18]

В отличие от этих систем существуют парные системы флуоресцентных белков, которые включают прототипические Cameleons . Cameleons состоят из двух различных флуоресцентных белков, CaM, M13 и глицилглицинового линкера. [15] При отсутствии Ca2+ флуоресцентным будет только донорный смещенный в синюю область флуоресцентный белок. Однако конформационное изменение, вызванное связыванием кальция, изменяет положение смещенного в красную область флуоресцентного белка, позволяя происходить FRET (резонансному переносу энергии Фёрстера). Индикаторы Cameleon производят ратиометрический сигнал (т. е. измеренная эффективность FRET зависит от концентрации кальция). Исходные варианты Cameleon изначально были более чувствительны к Ca2+ и были погашены кислотой. [19] Такие недостатки были устранены мутациями Q69K и V68L. Оба этих остатка были близки к скрытому анионному хромофору, и эти мутации, вероятно, препятствуют протонированию, обеспечивая большую устойчивость к pH.

Растущее значение в обнаружении кальция приобретают GECI ближнего ИК-диапазона (NIR), которые могут открыть пути для мультиплексирования различных индикаторных систем и обеспечения более глубокого проникновения в ткани. GECI NIR полагаются на флуоресцентные белки, связывающие биливердин, которые в значительной степени получены из бактериальных фитохромов . Системы NIR похожи на обратные перикамы в том, что оба испытывают снижение флуоресценции при связывании Ca2+. RCaMP и RGECO функциональны при 700+ нм, но довольно тусклые. [20] Аналог Cameleon, включающий NIR FRET, также был успешно сконструирован. [21]

Специальный класс GECI разработан для формирования постоянной флуоресцентной метки в активных нейронах. Они основаны на фотопереключаемом белке Eos , который меняет цвет с зеленого на красный посредством фотокатализируемого (с фиолетовым светом) расщепления остова. [22] В сочетании с CaM фиолетовый свет фотоконвертирует только нейроны с повышенным уровнем кальция. SynTagMA — это версия CaMPARI2, нацеленная на синапс. [23]

В то время как флуоресцентные системы широко используются, биолюминесцентные репортеры Ca2+ также могут иметь потенциал из-за их способности отменять автофлуоресценцию, фотообесцвечивание [не требуется длина волны возбуждения], биологическую деградацию и токсичность, в дополнение к более высоким отношениям сигнал/шум. [24] Такие системы могут полагаться на экворин и люциферин целентеразин. Связывание Ca2+ вызывает конформационное изменение, которое облегчает окисление целентеразина. Полученный фотопродукт излучает синий свет, возвращаясь в основное состояние. Колокализация экворина с GFP облегчает BRET/CRET (биолюминесцентный или хемилюминесцентный резонансный перенос энергии), [18] что приводит к увеличению яркости на 19 - 65. Такие структуры можно использовать для зондирования миллимолярных и наномолярных концентраций кальция. Похожая система вызывает обелин и его люциферин целентеразин, которые могут обладать более быстрым временем реакции кальция и нечувствительностью к Mg2+, чем его аналог аквеорин. [25] Такие системы также могут использовать самосборку компонентов люциферазы. В системе, названной «нано-фонарь», люцифераза RLuc8 разделяется и помещается на разные концы CaM. Связывание кальция сближает компоненты RLuc8, реформируя люциферазу и позволяя ей перейти к акцепторному флуоресцентному белку.

Чтобы минимизировать повреждение визуализируемых клеток, для обнаружения флуоресценции от репортеров часто используют двухфотонную микроскопию. [26] Использование длин волн ближнего ИК-диапазона и минимизация аксиального распространения точечной функции [27] позволяет достичь нанометрового разрешения и глубокого проникновения в ткань. Динамический диапазон часто определяется из таких измерений. Для нератиометрических индикаторов (обычно индикаторов с одним белком) это отношение интенсивностей флуоресценции, полученных в условиях насыщения и истощения Ca2+ соответственно. Однако для ратиометрических индикаторов динамический диапазон представляет собой отношение максимального отношения эффективности FRET (насыщен кальцием) к минимальному отношению эффективности FRET (истощен кальцием). Еще одной распространенной величиной, используемой для измерения сигналов, создаваемых потоками концентрации кальция, является отношение сигнала к базовой линии (SBR), которое представляет собой просто отношение изменения флуоресценции (F - F0) к базовой флуоресценции. Это можно связать с отношением сигнал/шум (SNR), умножив SBR на квадратный корень из числа подсчитанных фотонов. [18]

Специальный класс генетически кодируемых кальциевых индикаторов разработан для формирования постоянной флуоресцентной метки в активных нейронах. Они основаны на фотопереключаемом белке mEos, который меняет цвет с зеленого на красный при освещении фиолетовым светом. В сочетании с кальциевым сенсором кальмодулином фиолетовый свет фотоконвертирует только нейроны с повышенным уровнем кальция. SynTagMA — это синапс-ориентированная версия CaMPARI2.

Использование

Независимо от типа используемого индикатора, процедура визуализации, как правило, очень похожа. Клетки, загруженные индикатором или экспрессирующие его в случае GECI, [42] можно просматривать с помощью флуоресцентного микроскопа и захватывать камерой Scientific CMOS (sCMOS) [43] или CCD-камерой . Конфокальные и двухфотонные микроскопы обеспечивают возможность оптического секционирования, так что сигналы кальция могут быть разрешены в микродоменах, таких как дендритные шипики или синаптические бутоны , даже в толстых образцах, таких как мозг млекопитающих. Изображения анализируются путем измерения изменений интенсивности флуоресценции для одной длины волны или двух длин волн, выраженных в виде отношения (ратиометрические индикаторы). При необходимости полученные интенсивности и отношения флуоресценции можно нанести на график относительно калиброванных значений для известных уровней Ca 2+ для измерения абсолютных концентраций Ca 2+ . Методы микроскопии светового поля [44] расширяют возможности функционального считывания нейронной активности в трехмерных объемах.

Такие методы, как волоконная фотометрия , [45] [46] минископы [47] и двухфотонная микроскопия [48] [49] позволяют получать изображения кальция в свободно ведущих себя животных и животных с фиксированной головой.

Ссылки

  1. ^ де Мело Рейс, Рикардо Аугусто; Фрейтас, Геркулес Резенде; де Мелло, Фернандо Гарсия (2020). «Визуализация клеточного кальция как надежный метод исследования нейронно-глиальных цепей». Границы в неврологии . 14 : 975. дои : 10.3389/fnins.2020.569361 . ISSN  1662-453X. ПМЦ  7566175 . ПМИД  33122991.
  2. ^ Siciliano, Cody A.; Tye, Kay M. (февраль 2019 г.). «Использование визуализации кальция для выявления дисфункции цепи при зависимости». Alcohol (Фейетвилл, Нью-Йорк) . 74 : 47–63. doi : 10.1016/j.alcohol.2018.05.013. ISSN  1873-6823. PMC 7575247. PMID 30470589  . 
  3. ^ Cannell MB, Berlin JR, Lederer WJ (1987-01-01). «Внутриклеточный кальций в сердечных миоцитах: кальциевые переходы, измеренные с помощью флуоресцентной визуализации». Серия Society of General Physiologists . 42 : 201–214. PMID  3505361.
  4. ^ Иванников МВ, Маклеод ГТ (июнь 2013). «Уровни свободного Ca²⁺ в митохондриях и их влияние на энергетический метаболизм в двигательных нервных окончаниях дрозофилы». Biophysical Journal . 104 (11): 2353–2361. Bibcode :2013BpJ...104.2353I. doi :10.1016/j.bpj.2013.03.064. PMC 3672877 . PMID  23746507. 
  5. ^ Jaimes R, Walton RD, Pasdois P, Bernus O, Efimov IR, Kay MW (июнь 2016 г.). «Технический обзор оптического картирования внутриклеточного кальция в миокардиальной ткани». American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology . 310 (11): H1388–H1401. doi :10.1152/ajpheart.00665.2015. PMC 4935510. PMID  27016580 . 
  6. ^ Hendel T, Mank M, Schnell B, Griesbeck O, Borst A, Reiff DF (июль 2008 г.). «Изменения флуоресценции генетических индикаторов кальция и OGB-1 коррелируют с нейронной активностью и кальцием in vivo и in vitro». The Journal of Neuroscience . 28 (29): 7399–7411. doi :10.1523/JNEUROSCI.1038-08.2008. PMC 6670390 . PMID  18632944. 
  7. ^ Гордон С., Дикинсон М. Х. (март 2006 г.). «Роль кальция в регуляции механической мощности полета насекомых». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (11): 4311–4315. Bibcode : 2006PNAS..103.4311G. doi : 10.1073 /pnas.0510109103 . PMC 1449689. PMID  16537527. 
  8. ^ Керр Р., Лев-Рам В., Бэрд Г., Винсент П., Циен Р.Й., Шефер В.Р. (июнь 2000 г.). «Оптическая визуализация кальциевых переходов в нейронах и глоточных мышцах C. elegans». Neuron . 26 (3): 583–59. doi : 10.1016/S0896-6273(00)81196-4 . PMID  10896155. S2CID  311998.
  9. ^ Kim J, Lee S, Jung K, Oh WC, Kim N, Son S и др. (январь 2019 г.). «Интенсивнометрические биосенсоры визуализируют активность нескольких малых ГТФаз in vivo». Nature Communications . 10 (1): 211. Bibcode :2019NatCo..10..211K. doi :10.1038/s41467-018-08217-3. PMC 6331645 . PMID  30643148. 
  10. ^ Afshar Saber W, Gasparoli FM, Dirks MG, Gunn-Moore FJ, Antkowiak M (2018). «Полностью оптический анализ для изучения биологических нейронных сетей». Frontiers in Neuroscience . 12 : 451. doi : 10.3389/fnins.2018.00451 . PMC 6041400. PMID  30026684 . 
  11. ^ Kovalchuk Y, Homma R, Liang Y, Maslyukov A, Hermes M, Thestrup T и др. (февраль 2015 г.). "In vivo odourant response properties of migrating adult-born neurons in the mouse olfactory bulb". Nature Communications . 6 : 6349. Bibcode :2015NatCo...6.6349K. doi : 10.1038/ncomms7349 . PMID  25695931.
  12. ^ Mues M, Bartholomäus I, Thestrup T, Griesbeck O, Wekerle H, Kawakami N, Krishnamoorthy G (июнь 2013 г.). «Анализ активации Т-клеток в центральной нервной системе in vivo в реальном времени с использованием генетически кодируемого индикатора кальция». Nature Medicine . 19 (6): 778–783. doi :10.1038/nm.3180. PMID  23685843. S2CID  205391240.
  13. ^ Shinnawi R, Huber I, Maizels L, Shaheen N, Gepstein A, Arbel G и др. (октябрь 2015 г.). «Мониторинг кардиомиоцитов, полученных из человеческих плюрипотентных стволовых клеток, с помощью генетически кодируемых кальциевых и вольтажных флуоресцентных репортеров». Stem Cell Reports . 5 (4): 582–596. doi :10.1016/j.stemcr.2015.08.009. PMC 4624957 . PMID  26372632. 
  14. ^ Baird GS, Zacharias DA, Tsien RY (сентябрь 1999 г.). «Круговая перестановка и вставка рецепторов в зеленые флуоресцентные белки». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (20): 11241–11246. Bibcode : 1999PNAS...9611241B. doi : 10.1073 /pnas.96.20.11241 . PMC 18018. PMID  10500161. 
  15. ^ ab Park JG, Palmer AE (2014). "Количественное измерение Ca2+ и Zn2+ в клетках млекопитающих с использованием генетически кодируемых флуоресцентных биосенсоров". Биосенсоры на основе флуоресцентных белков . Методы в молекулярной биологии. Т. 1071. С. 29–47. doi :10.1007/978-1-62703-622-1_3. ISBN 978-1-62703-621-4. PMC  4051312 . PMID  24052378.
  16. ^ Rodriguez EA, Campbell RE, Lin JY, Lin MZ, Miyawaki A, Palmer AE и др. (февраль 2017 г.). «Растущий и светящийся набор инструментов флуоресцентных и фотоактивных белков». Trends in Biochemical Sciences . 42 (2): 111–129. doi :10.1016/j.tibs.2016.09.010. PMC 5272834 . PMID  27814948. 
  17. ^ ab Nakai J, Ohkura M, Imoto K (февраль 2001 г.). «Зонд Ca(2+) с высоким отношением сигнал/шум, состоящий из одного зеленого флуоресцентного белка». Nature Biotechnology . 19 (2): 137–141. doi :10.1038/84397. PMID  11175727. S2CID  30254550.
  18. ^ abc Перес Колденкова В, Нагай Т (июль 2013 г.). «Генетически-кодированные индикаторы Ca(2+): свойства и оценка». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1833 (7): 1787–1797. дои : 10.1016/j.bbamcr.2013.01.011. ПМИД  23352808.
  19. ^ Мияваки А., Грисбек О., Хейм Р., Циен Р.Й. (март 1999 г.). «Динамические и количественные измерения Ca2+ с использованием улучшенных хамелеонов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (5): 2135–2140. Bibcode : 1999PNAS ... 96.2135M. doi : 10.1073/pnas.96.5.2135 . PMC 26749. PMID  10051607. 
  20. ^ Цянь Ю., Пяткевич К.Д., Мак Ларни Б., Абдельфаттах А.С., Мехта С., Мердок М.Х. и др. (февраль 2019 г.). «Генетически закодированный флуоресцентный индикатор ионов кальция в ближнем инфракрасном диапазоне». Природные методы . 16 (2): 171–174. дои : 10.1038/s41592-018-0294-6. ПМК 6393164 . ПМИД  30664778. 
  21. ^ Шеметов АА, Монахов МВ, Чжан Кью, Кантон-Джош ДЖЕ, Кумар М, Чен М и др. (март 2021 г.). «Ближнеинфракрасный генетически кодируемый индикатор кальция для визуализации in vivo». Nature Biotechnology . 39 (3): 368–377. doi :10.1038/s41587-020-0710-1. PMC 7956128 . PMID  33106681. 
  22. ^ Nienhaus K, Nienhaus GU, Wiedenmann J, Nar H (июнь 2005 г.). «Структурная основа фотоиндуцированного расщепления белка и преобразования флуоресцентного белка EosFP из зеленого в красный». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (26): 9156–9159. Bibcode : 2005PNAS..102.9156N. doi : 10.1073/pnas.0501874102 . PMC 1166600. PMID  15964985 . 
  23. ^ ab Fosque BF, Sun Y, Dana H, Yang CT, Ohyama T, Tadross MR и др. (февраль 2015 г.). «Нейронные цепи. Маркировка активных нейронных цепей in vivo с помощью разработанных кальциевых интеграторов». Science . 347 (6223): 755–760. doi :10.1126/science.1260922. PMID  25678659. S2CID  206562601.
  24. ^ Baubet V, Le Mouellic H, Campbell AK, Lucas-Meunier E, Fossier P, Brúlet P (июнь 2000 г.). «Химерный зеленый флуоресцентный белок-экворин как биолюминесцентные репортеры Ca2+ на уровне отдельных клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (13): 7260–7265. Bibcode : 2000PNAS...97.7260B. doi : 10.1073/pnas.97.13.7260 . PMC 16533. PMID  10860991 . 
  25. ^ Илларионов BA, Франк LA, Илларионова VA, Бондарь VS, Высоцкий ES, Блинкс JR (2000). "Рекомбинантный обелин: клонирование и экспрессия кДНК, очистка и характеристика как индикатора кальция". Биолюминесценция и хемилюминесценция Часть C. Методы в энзимологии. Т. 305. С. 223–249. doi :10.1016/s0076-6879(00)05491-4. ISBN 9780121822064. PMID  10812604.
  26. ^ О, Дж., Ли, К. и Каанг, Б. К. (2019). Визуализация и анализ генетически кодируемых кальциевых индикаторов, связывающих нейронные цепи и поведение. Корейский журнал физиологии и фармакологии: официальный журнал Корейского физиологического общества и Корейского общества фармакологии, 23(4), 237–249. https://doi.org/10.4196/kjpp.2019.23.4.237
  27. ^ Kaminer I, Nemirovsky J, Segev M (октябрь 2013 г.). «Оптимизация 3D многофотонной флуоресцентной микроскопии». Optics Letters . 38 (19): 3945–3948. Bibcode :2013OptL...38.3945K. doi :10.1364/OL.38.003945. PMID  24081095.
  28. ^ Мияваки А., Ллопис Дж., Хайм Р., Маккаффери Дж. М., Адамс Дж. А., Икура М., Цянь Р.Ю. (август 1997 г.). «Флуоресцентные индикаторы Ca2+ на основе зеленых флуоресцентных белков и кальмодулина». Природа . 388 (6645): 882–887. Бибкод : 1997Natur.388..882M. дои : 10.1038/42264 . ПМИД  9278050.
  29. ^ Romoser VA, Hinkle PM, Persechini A (май 1997). «Обнаружение в живых клетках зависимых от Ca2+ изменений в излучении флуоресценции индикатора, состоящего из двух вариантов зеленого флуоресцентного белка, связанных последовательностью связывания кальмодулина. Новый класс флуоресцентных индикаторов». Журнал биологической химии . 272 ​​(20): 13270–13274. doi : 10.1074/jbc.272.20.13270 . PMID  9148946.
  30. ^ Nagai T, Sawano A, Park ES, Miyawaki A (март 2001 г.). «Циклически переставленные зеленые флуоресцентные белки, спроектированные для восприятия Ca2+». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (6): 3197–3202. Bibcode : 2001PNAS...98.3197N. doi : 10.1073 /pnas.051636098 . PMC 30630. PMID  11248055. 
  31. ^ Dana H, Sun Y, Mohar B, Hulse BK, Kerlin AM, Hasseman JP и др. (Июль 2019 г.). «Высокопроизводительные датчики кальция для визуализации активности в нейронных популяциях и микрокомпартментах». Nature Methods . 16 (7): 649–657. doi :10.1038/s41592-019-0435-6. PMID  31209382. S2CID  189927684.
  32. ^ ab Heim N, Griesbeck O (апрель 2004 г.). «Генетически кодируемые индикаторы динамики клеточного кальция на основе тропонина C и зеленого флуоресцентного белка». Журнал биологической химии . 279 (14): 14280–14286. doi : 10.1074/jbc.M312751200 . PMID  14742421.
  33. ^ Mank M, Reiff DF, Heim N, Friedrich MW, Borst A, Griesbeck O (март 2006 г.). «Биосенсор кальция на основе FRET с быстрой кинетикой сигнала и высоким изменением флуоресценции». Biophysical Journal . 90 (5): 1790–1796. Bibcode :2006BpJ....90.1790M. doi :10.1529/biophysj.105.073536. PMC 1367327 . PMID  16339891. 
  34. ^ Mank M, Santos AF, Direnberger S, Mrsic-Flogel TD, Hofer SB, Stein V, et al. (сентябрь 2008 г.). «Генетически кодируемый индикатор кальция для хронической двухфотонной визуализации in vivo». Nature Methods . 5 (9): 805–811. doi :10.1038/nmeth.1243. PMID  19160515. S2CID  5501437.
  35. ^ Thestrup T, Litzlbauer J, Bartholomäus I, Mues M, Russo L, Dana H, et al. (Февраль 2014). «Оптимизированные ратиометрические датчики кальция для функциональной in vivo визуализации нейронов и Т-лимфоцитов». Nature Methods . 11 (2): 175–182. doi :10.1038/nmeth.2773. hdl : 11858/00-001M-0000-0017-C32A-B . PMID  24390440. S2CID  11620748.
  36. ^ Akerboom J, Carreras Calderón N, Tian L, Wabnig S, Prigge M, Tolö J, et al. (2013). "Генетически кодируемые кальциевые индикаторы для многоцветной визуализации нейронной активности и их сочетание с оптогенетикой". Frontiers in Molecular Neuroscience . 6 : 2. doi : 10.3389/fnmol.2013.00002 . PMC 3586699. PMID  23459413 . 
  37. ^ Dana H, Mohar B, Sun Y, Narayan S, Gordus A, Hasseman JP и др. (март 2016 г.). «Чувствительные красные белковые кальциевые индикаторы для визуализации нейронной активности». eLife . 5 : e12727. doi : 10.7554/eLife.12727 . PMC 4846379 . PMID  27011354. 
  38. ^ Zhao Y, Araki S, Wu J, Teramoto T, Chang YF, Nakano M и др. (сентябрь 2011 г.). «Расширенная палитра генетически кодируемых индикаторов Ca²⁺». Science . 333 (6051): 1888–1891. Bibcode :2011Sci...333.1888Z. doi :10.1126/science.1208592. PMC 3560286 . PMID  21903779. 
  39. ^ Moeyaert B, Holt G, Madangopal R, Perez-Alvarez A, Fearey BC, Trojanowski NF и др. (октябрь 2018 г.). «Улучшенные методы маркировки активных популяций нейронов». Nature Communications . 9 (1): 4440. Bibcode :2018NatCo...9.4440M. doi :10.1038/s41467-018-06935-2. PMC 6202339 . PMID  30361563. 
  40. ^ Перес-Альварес А., Фири BC, О'Тул Р.Дж., Янг В., Арганда-Каррерас И., Ламот-Молина П.Дж. и др. (май 2020 г.). "Стоп-кадровая визуализация синаптической активности с использованием SynTagMA". Nature Communications . 11 (1): 2464. Bibcode :2020NatCo..11.2464P. doi :10.1038/s41467-020-16315-4. PMC 7235013 . PMID  32424147. 
  41. ^ Перес-Альварес А, Хун Ф, Дюрст КД, Франзелин А, Ламот-Молина ПДж, Эртнер ТГ (2021). "Стоп-кадровая визуализация дендритных кальциевых сигналов с помощью TubuTag". Frontiers in Molecular Neuroscience . 14 : 635820. doi : 10.3389/fnmol.2021.635820 . PMC 7982875. PMID  33762909. 
  42. ^ Акербум, Джаспер; Тиан, Лин; Марвин, Джонатан С.; Лугер, Лорен Л. (2012), Мартин, Жан-Рене (ред.), «Инженерия и применение генетически кодируемых индикаторов кальция», Genetically Encoded Functional Indicators , Тотова, Нью-Джерси: Humana Press, стр. 125–147, doi :10.1007/978-1-62703-014-4_8, ISBN 978-1-62703-014-4, получено 2024-03-15
  43. ^ Nguyen JP, Shipley FB, Linder AN, Plummer GS, Liu M, Setru SU и др. (февраль 2016 г.). «Визуализация кальция во всем мозге с клеточным разрешением у свободно ведущих себя Caenorhabditis elegans». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (8): E1074–E1081. arXiv : 1501.03463 . Bibcode : 2016PNAS..113E1074N. doi : 10.1073 /pnas.1507110112 . PMC 4776509. PMID  26712014. 
  44. ^ Pégard NC, Liu HY, Antipa N, Gerlock M, Adesnik H, Waller L (май 2016 г.). «Компрессионная микроскопия светового поля для трехмерной регистрации нейронной активности». Optica . 3 (5): 517–24. Bibcode :2016Optic...3..517P. doi : 10.1364/optica.3.000517 .
  45. ^ Wang Y, DeMarco EM, Witzel LS, Keighron JD (февраль 2021 г.). «Избранный обзор последних достижений в изучении нейронных цепей с использованием волоконной фотометрии». Фармакология, биохимия и поведение . 201 : 173113. doi : 10.1016/j.pbb.2021.173113. PMID  33444597. S2CID  231579597.
  46. ^ Сыч Ю., Чернышева М., Сумановский Л.Т., Хельмхен Ф. (июнь 2019 г.). «Высокоплотная многоволоконная фотометрия для изучения крупномасштабной динамики мозговых цепей» (PDF) . Nature Methods . 16 (6): 553–560. doi :10.1038/s41592-019-0400-4. PMID  31086339. S2CID  152283372.
  47. ^ Resendez SL, Jennings JH, Ung RL, Namboodiri VM, Zhou ZC, Otis JM и др. (март 2016 г.). «Визуализация динамики корковых, подкорковых и глубоких нейронных цепей мозга во время натуралистического поведения млекопитающих с помощью микроскопов, закрепленных на голове, и хронически имплантированных линз». Nature Protocols . 11 (3): 566–597. doi :10.1038/nprot.2016.021. PMC 5239057 . PMID  26914316. 
  48. ^ Jung JC, Mehta AD, Aksay E, Stepnoski R, Schnitzer MJ (ноябрь 2004 г.). «Визуализация мозга млекопитающих in vivo с использованием одно- и двухфотонной флуоресцентной микроэндоскопии». Журнал нейрофизиологии . 92 (5): 3121–3133. doi :10.1152/jn.00234.2004. PMC 2826362. PMID  15128753 . 
  49. ^ Свобода К , Ясуда Р (июнь 2006 г.). «Принципы микроскопии двухфотонного возбуждения и ее применение в нейронауке». Neuron . 50 (6): 823–839. doi : 10.1016/j.neuron.2006.05.019 . PMID  16772166. S2CID  7278880.

Дальнейшее чтение