stringtranslate.com

Визуализация кальция

Визуализация кальция — это метод микроскопии для оптического измерения статуса кальция (Ca 2+ ) в изолированной клетке , ткани или среде. Визуализация кальция использует индикаторы кальция, флуоресцентные молекулы, которые реагируют на связывание ионов Ca 2+ свойствами флуоресценции. Существует два основных класса индикаторов кальция: химические индикаторы и генетически кодируемые индикаторы кальция (GECI). [1] Этот метод позволил изучить передачу сигналов кальция в самых разных типах клеток. В нейронах генерация потенциала действия всегда сопровождается быстрым притоком ионов Са 2+ . Таким образом, визуализация кальция может использоваться для мониторинга электрической активности сотен нейронов в культуре клеток или у живых животных, что позволило наблюдать активность нейронных цепей во время текущего поведения. [2]

Химические индикаторы

Схема типичной установки для флуоресцентной визуализации кальция изолированных кардиомиоцитов

Химические индикаторы представляют собой небольшие молекулы, которые могут хелатировать ионы кальция. Все эти молекулы основаны на гомологе EGTA, называемом BAPTA , с высокой селективностью в отношении ионов 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 карбоксильными группами хелатора , замаскированными под ацетоксиметиловые эфиры , чтобы сделать молекулу липофильной и обеспечить легкий вход в клетку. Как только эта форма индикатора окажется в клетке, клеточные эстеразы освободят карбоксильные группы, и индикатор сможет связывать кальций. Свободнокислотная форма красителей (т.е. без модификации ацетоксиметилового эфира) также может быть непосредственно инъецирована в клетки с помощью микроэлектрода или микропипетки , что устраняет неопределенность относительно клеточного компартмента, содержащего краситель (ацетоксиметиловый эфир также может попадать в эндоплазматический ретикулум и митохондрии) . ). Связывание иона Ca 2+ с флуоресцентной индикаторной молекулой приводит либо к увеличению квантового выхода флуоресценции , либо к сдвигу длины волны излучения/ 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 метода с использованием лазерного сканирующего конфокального микроскопа 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 переходных процессов кальция во внутриклеточных органеллах, таких как митохондрии . [4]

Визуализация кальция, также называемая картированием кальция, также используется для исследования ткани миокарда. [5] Картирование кальция — это повсеместно используемый метод, используемый на целых изолированных сердцах, таких как мыши, крысы и кролики.

Генетически закодированные индикаторы кальция

Генетически закодированные индикаторы кальция (GECI) являются мощными инструментами, полезными для визуализации клеточных, онтогенетических и физиологических процессов in vivo. [6] [7] [8] [9] GECI не требуют немедленной загрузки в клетки; вместо этого гены, кодирующие эти белки, можно вводить в отдельные клетки или клеточные линии с помощью различных методов трансфекции . Также возможно создать трансгенных животных, экспрессирующих индикатор во всех клетках или избирательно 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 ( люминесценция ), 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 парных флуоресцентных белков. Камгуру были одним из первых разработанных вариантов, включающих единую белковую систему. Камгуру используют кальмодулин (CaM), белок, связывающий кальций. В этих структурах CaM вставлен в середину желтого флуоресцентного белка (YFP) по адресу Y145. Предыдущие исследования мутагенеза показали, что мутации в этом положении обеспечивают стабильность pH, сохраняя при этом флуоресцентные свойства, что делает Y145 точкой вставки, представляющей интерес. Кроме того, N- и C-концы YFP связаны пептидным линкером (GGTGGS). Когда CaM связывается с Ca2+, эффективная pKa снижается, что позволяет депротонировать хромофор. [14] Это приводит к усилению флуоресценции при связывании кальция интензиометрическим способом. Такое обнаружение отличается от логометрических систем, в которых происходит изменение спектров поглощения/излучения в результате связывания Ca2+. [15] Позднее разработанная система с одним FP, получившая название G-CaMP , также использует GFP с циклической перестановкой. Один из концов слит с CaM, а другой конец слит с M13 (кальмодулин-связывающий домен миозиновой легкой киназы) [16] . Белок сконструирован 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 уточненные варианты обладают наномолярным сродством связывания. [17] Последним вариантом одного белка является CatchER, который обычно считается индикатором с более низким сродством. Его карман для связывания кальция весьма отрицателен; связывание катиона помогает защитить большую концентрацию отрицательного заряда и позволяет восстановить флуоресценцию. [18]

Противоположностью этим системам являются парные флуоресцентные белковые системы, к которым относятся прототипические камелеоны . Камелеоны состоят из двух разных флуоресцентных белков: CaM, M13 и глицилглицинового линкера. [15] В отсутствие Ca2+ флуоресцентным будет только донорский флуоресцентный белок с синим смещением. Однако конформационные изменения, вызванные связыванием кальция, перемещают смещенный в красную сторону флуоресцентный белок, позволяя осуществить FRET (резонансную передачу энергии Фёрстера). Индикаторы Cameleon выдают логометрический сигнал (т.е. измеряемая эффективность FRET зависит от концентрации кальция). Исходные варианты камелеонов изначально были более чувствительны к Ca2+ и тушатся 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, придавая большую устойчивость к pH.

Все большее значение для обнаружения кальция приобретают GECI ближнего ИК-диапазона (NIR), которые могут открыть возможности для мультиплексирования различных индикаторных систем и обеспечения более глубокого проникновения в ткани. NIR основаны на биливердин-связывающих флуоресцентных белках, которые в основном происходят из бактериальных фитохромов . Системы NIR подобны обратным перикамам в том, что обе испытывают снижение флуоресценции при связывании Ca2+. RCaMP и RGECO работают на длине волны более 700 нм, но довольно тусклые. [20] Аналог Cameleon с использованием NIR FRET также был успешно создан. [21]

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

Хотя флуоресцентные системы широко используются, биолюминесцентные репортеры Ca2+ также могут иметь потенциал из-за их способности подавлять автофлуоресценцию, фотообесцвечивание (длина волны возбуждения не требуется), биологическую деградацию и токсичность, а также более высокое соотношение сигнал/шум. [24] Такие системы могут основываться на экворине и люциферине целентеразине. Связывание Ca2+ вызывает конформационные изменения, которые облегчают 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 определения миллимолярных и наномолярных концентраций кальция. Похожая система использует обелин и его люциферин целентерамид, который может обладать более быстрым временем реакции на кальций и нечувствительностью к Mg2+, чем его аналог из акварина. [25] Такие системы также могут использовать самосборку компонентов люциферазы. В системе, получившей название «нано-фонарь», люцифераза RLuc8 расщепляется и размещается на разных концах CaM. Связывание кальция сближает компоненты RLuc8, реформируя люциферазу и позволяя ей передаваться на акцепторный флуоресцентный белок.

Чтобы свести к минимуму повреждение визуализируемых клеток, часто используют двухфотонную микроскопию для обнаружения флуоресценции репортеров. [26] Использование длин волн ближнего ИК-диапазона и минимизация осевого разброса точечной функции [27] позволяют достичь нанометрового разрешения и глубокого проникновения в ткань. Динамический диапазон часто определяется на основе таких измерений. Для нератиометрических индикаторов (обычно однобелковых индикаторов) это соотношение интенсивностей флуоресценции, полученных в условиях насыщения и обеднения Ca2+ соответственно. Однако для логометрических показателей динамический диапазон представляет собой отношение максимального коэффициента эффективности FRET (насыщенного кальцием) к минимальному коэффициенту эффективности FRET (обедненного 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 SNR (отношением сигнал/шум), умножив SBR на квадратный корень из числа подсчитанных фотонов. [18]

Особый класс генетически кодируемых индикаторов кальция предназначен 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 версия CaMPARI2, нацеленная на синапсы.

Применение

Независимо от типа используемого индикатора процедура визуализации, как правило, очень схожа. Клетки, нагруженные индикатором или экспрессирующие его в случае GECI, можно просмотреть с помощью флуоресцентного микроскопа и захватить с помощью камеры Scientific CMOS (sCMOS) [42] или камеры CCD . Конфокальные и двухфотонные микроскопы обеспечивают возможность оптического разделения, поэтому 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 (ратиометрических показателей). При необходимости полученные интенсивности и отношения флуоресценции могут быть сопоставлены с калиброванными значениями для известных уровней Ca 2+ для измерения абсолютных концентраций Ca 2+ . Методы микроскопии светового поля [43] расширяют возможности функционального считывания возможностей нейронной активности в трехмерных объемах.

Такие методы, как волоконная фотометрия , [44] [45] минископы [46] и двухфотонная микроскопия [47] [48] позволяют визуализировать кальций на свободно ведущих себя моделях животных и животных с фиксированной головой.

Рекомендации

  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. ^ Сицилиано, Коди А.; Тай, Кей М. (февраль 2019 г.). «Использование изображений кальция для выявления дисфункции контуров при зависимости». Алкоголь (Фейетвилл, Нью-Йорк) . 74 : 47–63. doi :10.1016/j.alcohol.2018.05.013. ISSN  1873-6823. ПМЦ 7575247 . ПМИД  30470589. 
  3. ^ Каннелл М.Б., Берлин-младший, Ледерер В.Дж. (1987-01-01). «Внутриклеточный кальций в сердечных миоцитах: переходные процессы кальция, измеренные с помощью флуоресцентной визуализации». Серия Общества общих физиологов . 42 : 201–214. ПМИД  3505361.
  4. ^ Иванников М.В., Маклауд Г.Т. (июнь 2013 г.). «Уровни свободного Ca²⁺ в митохондриях и их влияние на энергетический обмен в окончаниях двигательных нервов дрозофилы». Биофизический журнал . 104 (11): 2353–2361. Бибкод : 2013BpJ...104.2353I. дои : 10.1016/j.bpj.2013.03.064. ПМЦ 3672877 . ПМИД  23746507. 
  5. ^ Хаймс Р., Уолтон Р.Д., Пасдуа П., Бернус О., Ефимов И.Р., Кей М.В. (июнь 2016 г.). «Технический обзор оптического картирования внутриклеточного кальция в ткани миокарда». Американский журнал физиологии. Физиология сердца и кровообращения . 310 (11): H1388–H1401. дои : 10.1152/ajpheart.00665.2015. ПМЦ 4935510 . ПМИД  27016580. 
  6. ^ Хендель Т., Манк М., Шнелл Б., Грисбек О., Борст А., Райфф Д.Ф. (июль 2008 г.). «Изменения флуоресценции генетических показателей кальция и OGB-1 коррелируют с нейронной активностью и кальцием in vivo и in vitro». Журнал неврологии . 28 (29): 7399–7411. doi :10.1523/JNEUROSCI.1038-08.2008. ПМК 6670390 . ПМИД  18632944. 
  7. ^ Гордон С., Дикинсон М.Х. (март 2006 г.). «Роль кальция в регуляции механической силы в полете насекомых». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (11): 4311–4315. Бибкод : 2006PNAS..103.4311G. дои : 10.1073/pnas.0510109103 . ПМЦ 1449689 . ПМИД  16537527. 
  8. ^ Керр Р., Лев-Рам В., Бэрд Г., Винсент П., Цьен Р.Ю., Шафер В.Р. (июнь 2000 г.). «Оптическая визуализация переходных процессов кальция в нейронах и глоточных мышцах C. elegans». Нейрон . 26 (3): 583–59. дои : 10.1016/S0896-6273(00)81196-4 . PMID  10896155. S2CID  311998.
  9. ^ Ким Дж., Ли С., Юнг К., О WC, Ким Н., Сон С. и др. (январь 2019 г.). «Интензиометрические биосенсоры визуализируют активность множества малых ГТФаз in vivo». Природные коммуникации . 10 (1): 211. Бибкод : 2019NatCo..10..211K. дои : 10.1038/s41467-018-08217-3. ПМК 6331645 . ПМИД  30643148. 
  10. ^ Афшар Сабер W, Гаспароли FM, Диркс М.Г., Ганн-Мур Ф.Дж., Антковяк М. (2018). «Полнооптический анализ для изучения биологических нейронных сетей». Границы в неврологии . 12 : 451. дои : 10.3389/fnins.2018.00451 . ПМК 6041400 . ПМИД  30026684. 
  11. ^ Ковальчук Ю., Хомма Р., Лян Ю., Маслюков А., Гермес М., Теструп Т. и др. (февраль 2015 г.). «Свойства реакции на запах in vivo мигрирующих нейронов взрослого человека в обонятельной луковице мыши». Природные коммуникации . 6 : 6349. Бибкод : 2015NatCo...6.6349K. дои : 10.1038/ncomms7349 . ПМИД  25695931.
  12. ^ Муес М, Бартоломеус I, Теструп Т, Грисбек О, Векерле Х, Каваками Н, Кришнамурти Г (июнь 2013 г.). «Анализ активации Т-клеток в центральной нервной системе in vivo в режиме реального времени с использованием генетически закодированного индикатора кальция». Природная медицина . 19 (6): 778–783. дои : 10.1038/нм.3180. PMID  23685843. S2CID  205391240.
  13. ^ Шиннави Р., Хубер И., Майзелс Л., Шахин Н., Гепштейн А., Арбель Г. и др. (октябрь 2015 г.). «Мониторинг индуцированных человеком плюрипотентных кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток, с помощью генетически закодированных кальциевых и флуоресцентных репортеров напряжения». Отчеты о стволовых клетках . 5 (4): 582–596. doi :10.1016/j.stemcr.2015.08.009. ПМЦ 4624957 . ПМИД  26372632. 
  14. ^ Бэрд Г.С., Захариас Д.А., Цянь Р.Ю. (сентябрь 1999 г.). «Круговая перестановка и вставка рецепторов в зеленые флуоресцентные белки». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (20): 11241–11246. Бибкод : 1999PNAS...9611241B. дои : 10.1073/pnas.96.20.11241 . ЧВК 18018 . ПМИД  10500161. 
  15. ^ Аб Парк Дж.Г., Палмер А.Э. (2014). «Количественное измерение Ca2+ и Zn2+ в клетках млекопитающих с использованием генетически закодированных флуоресцентных биосенсоров». Биосенсоры на основе флуоресцентных белков . Методы молекулярной биологии. Том. 1071. стр. 29–47. дои : 10.1007/978-1-62703-622-1_3. ISBN 978-1-62703-621-4. ПМК  4051312 . ПМИД  24052378.
  16. ^ Родригес Э.А., Кэмпбелл Р.Э., Лин Дж.Ю., Лин М.З., Мияваки А., Палмер А.Э. и др. (февраль 2017 г.). «Набор инструментов для выращивания и свечения флуоресцентных и фотоактивных белков». Тенденции биохимических наук . 42 (2): 111–129. doi :10.1016/j.tibs.2016.09.010. ПМЦ 5272834 . ПМИД  27814948. 
  17. ^ аб Накаи Дж., Окура М., Имото К. (февраль 2001 г.). «Зонд Ca (2+) с высоким соотношением сигнал-шум, состоящий из одного зеленого флуоресцентного белка». Природная биотехнология . 19 (2): 137–141. дои : 10.1038/84397. PMID  11175727. S2CID  30254550.
  18. ^ abc Перес Колденкова В, Нагай Т (июль 2013 г.). «Генетически-кодированные показатели 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., Цянь Р.Ю. (март 1999 г.). «Динамические и количественные измерения Ca2+ с использованием улучшенных камелеонов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (5): 2135–2140. Бибкод : 1999PNAS...96.2135M. дои : 10.1073/pnas.96.5.2135 . ПМК 26749 . ПМИД  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 А.А., Монахов М.В., Чжан К., Кантон-Джош Дж.Э., Кумар М., Чен М. и др. (март 2021 г.). «Ближний инфракрасный диапазон, генетически закодированный индикатор кальция для визуализации in vivo». Природная биотехнология . 39 (3): 368–377. дои : 10.1038/s41587-020-0710-1. ПМЦ 7956128 . ПМИД  33106681. 
  22. ^ Ниенхаус К., Ниенхаус ГУ, Виденманн Дж, Нар Х (июнь 2005 г.). «Структурная основа фотоиндуцированного расщепления белка и преобразования зеленого в красный флуоресцентного белка EosFP». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (26): 9156–9159. Бибкод : 2005PNAS..102.9156N. дои : 10.1073/pnas.0501874102 . ПМК 1166600 . ПМИД  15964985. 
  23. ^ ab Fosque BF, Sun Y, Дана H, Ян CT, Охьяма Т, Тадросс MR и др. (февраль 2015 г.). «Нейральные цепи. Маркировка активных нейронных цепей in vivo с помощью разработанных интеграторов кальция». Наука . 347 (6223): 755–760. дои : 10.1126/science.1260922. PMID  25678659. S2CID  206562601.
  24. ^ Бобе В., Ле Муэльлик Х., Кэмпбелл А.К., Лукас-Менье Э., Фоссье П., Брюле П. (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. Бибкод : 2000PNAS...97.7260B. дои : 10.1073/pnas.97.13.7260 . ПМК 16533 . ПМИД  10860991. 
  25. ^ Илларионов Б.А., Франк Л.А., Илларионова В.А., Бондарь В.С., Высоцкий Е.С., Блинкс Дж.Р. (2000). Рекомбинантный обелин: клонирование и экспрессия, очистка кДНК и характеристика в качестве индикатора кальция . Методы энзимологии. Том. 305. С. 223–249. дои : 10.1016/s0076-6879(00)05491-4. ISBN 9780121822064. ПМИД  10812604.
  26. ^ О, Дж., Ли, К., и Каанг, Б.К. (2019). Визуализация и анализ генетически закодированных показателей кальция, 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. ^ Каминер И., Немировский Дж., Сегев М. (октябрь 2013 г.). «Оптимизация трехмерной многофотонной флуоресцентной микроскопии». Оптические письма . 38 (19): 3945–3948. Бибкод : 2013OptL...38.3945K. дои : 10.1364/OL.38.003945. ПМИД  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. ^ Ромозер В.А., Хинкль П.М., Персечини А. (май 1997 г.). «Обнаружение в живых клетках Са2+-зависимых изменений флуоресцентного излучения индикатора, состоящего из двух вариантов зеленого флуоресцентного белка, связанных кальмодулин-связывающей последовательностью. Новый класс флуоресцентных индикаторов». Журнал биологической химии . 272 (20): 13270–13274. дои : 10.1074/jbc.272.20.13270 . ПМИД  9148946.
  30. ^ Нагай Т., Савано А., Парк Э.С., Мияваки А. (март 2001 г.). «Зеленые флуоресцентные белки с круговой перестановкой, созданные для восприятия Ca2+». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (6): 3197–3202. Бибкод : 2001PNAS...98.3197N. дои : 10.1073/pnas.051636098 . ПМК 30630 . ПМИД  11248055. 
  31. ^ Дана Х, Сан Ю, Мохар Б, Халс БК, Керлин А.М., Хассеман Дж.П. и др. (июль 2019 г.). «Высокопроизводительные датчики кальция для визуализации активности в популяциях нейронов и микрокомпартментах». Природные методы . 16 (7): 649–657. дои : 10.1038/s41592-019-0435-6. PMID  31209382. S2CID  189927684.
  32. ^ Аб Хейм Н., Грисбек О (апрель 2004 г.). «Генетически закодированные индикаторы динамики клеточного кальция на основе тропонина С и зеленого флуоресцентного белка». Журнал биологической химии . 279 (14): 14280–14286. дои : 10.1074/jbc.M312751200 . ПМИД  14742421.
  33. ^ Манк М., Райфф Д.Ф., Хайм Н., Фридрих М.В., Борст А., Грисбек О. (март 2006 г.). «Биосенсор кальция на основе FRET с быстрой кинетикой сигнала и высоким изменением флуоресценции». Биофизический журнал . 90 (5): 1790–1796. Бибкод : 2006BpJ....90.1790M. doi : 10.1529/biophysj.105.073536. ПМЦ 1367327 . ПМИД  16339891. 
  34. ^ Манк М., Сантос А.Ф., Диренбергер С., Мрсик-Флогель Т.Д., Хофер С.Б., Штейн В. и др. (сентябрь 2008 г.). «Генетически кодируемый индикатор кальция для хронической двухфотонной визуализации in vivo». Природные методы . 5 (9): 805–811. дои : 10.1038/nmeth.1243. PMID  19160515. S2CID  5501437.
  35. ^ Теструп Т., Литцлбауэр Дж., Бартоломеус И., Муес М., Руссо Л., Дана Х. и др. (Февраль 2014 года). «Оптимизированные ратиометрические датчики кальция для функциональной визуализации нейронов и Т-лимфоцитов in vivo». Природные методы . 11 (2): 175–182. дои : 10.1038/nmeth.2773. hdl : 11858/00-001M-0000-0017-C32A-B . PMID  24390440. S2CID  11620748.
  36. ^ Акербум Дж., Каррерас Кальдерон Н., Тиан Л., Вабниг С., Пригге М., Толё Дж. и др. (2013). «Генетически закодированные индикаторы кальция для многоцветной визуализации нейронной активности и в сочетании с оптогенетикой». Границы молекулярной нейронауки . 6 :2. дои : 10.3389/fnmol.2013.00002 . ПМЦ 3586699 . ПМИД  23459413. 
  37. ^ Дана Х, Мохар Б, Сан Ю, Нараян С, Гордус А, Хассеман Дж. П. и др. (март 2016 г.). «Чувствительные индикаторы красного белка кальция для визуализации нейронной активности». электронная жизнь . 5 : е12727. дои : 10.7554/eLife.12727 . ПМЦ 4846379 . ПМИД  27011354. 
  38. ^ Чжао Ю., Араки С., Ву Дж., Терамото Т., Чанг Ю.Ф., Накано М. и др. (сентябрь 2011 г.). «Расширенная палитра генетически закодированных показателей Ca²⁺». Наука . 333 (6051): 1888–1891. Бибкод : 2011Sci...333.1888Z. дои : 10.1126/science.1208592. ПМК 3560286 . ПМИД  21903779. 
  39. ^ Моейерт Б., Холт Г., Мадангопал Р., Перес-Альварес А., Фири BC, Трояновски Н.Ф. и др. (октябрь 2018 г.). «Улучшенные методы маркировки активных популяций нейронов». Природные коммуникации . 9 (1): 4440. Бибкод : 2018NatCo...9.4440M. дои : 10.1038/s41467-018-06935-2. ПМК 6202339 . ПМИД  30361563. 
  40. ^ Перес-Альварес А., Фири BC, О'Тул Р.Дж., Ян В., Арганда-Каррерас I, Ламот-Молина П.Дж. и др. (май 2020 г.). «Стоп-кадровая визуализация синаптической активности с использованием SynTagMA». Природные коммуникации . 11 (1): 2464. Бибкод : 2020NatCo..11.2464P. дои : 10.1038/s41467-020-16315-4. ПМК 7235013 . ПМИД  32424147. 
  41. ^ Перес-Альварес А., Хун Ф., Дюрст К.Д., Франзелин А., Ламот-Молина П.Дж., Ортнер Т.Г. (2021). «Стоп-кадровая визуализация сигналов дендритного кальция с помощью TubuTag». Границы молекулярной нейронауки . 14 : 635820. doi : 10.3389/fnmol.2021.635820 . ПМЦ 7982875 . ПМИД  33762909. 
  42. ^ Нгуен Дж.П., Шипли Ф.Б., Линдер А.Н., Пламмер Г.С., Лю М., Сетру С.У. и др. (февраль 2016 г.). «Визуализация кальция всего мозга с клеточным разрешением у свободно ведущих себя Caenorhabditis elegans». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (8): E1074–E1081. arXiv : 1501.03463 . Бибкод : 2016PNAS..113E1074N. дои : 10.1073/pnas.1507110112 . ПМЦ 4776509 . ПМИД  26712014. 
  43. ^ Пегард, Северная Каролина, Лю Х.И., Антипа Н., Герлок М., Адесник Х., Уоллер Л. (май 2016 г.). «Компрессионная микроскопия светового поля для трехмерной регистрации нейронной активности». Оптика . 3 (5): 517–24. Бибкод : 2016Оптика...3..517P. дои : 10.1364/optica.3.000517 .
  44. ^ Ван Ю, ДеМарко Э.М., Витцель Л.С., Кейрон Дж.Д. (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.
  45. ^ Сыч Ю., Чернышева М., Сумановски Л.Т., Хельмхен Ф. (июнь 2019 г.). «Многоволоконная фотометрия высокой плотности для изучения динамики крупномасштабных цепей мозга» (PDF) . Природные методы . 16 (6): 553–560. дои : 10.1038/s41592-019-0400-4. PMID  31086339. S2CID  152283372.
  46. ^ Ресендес С.Л., Дженнингс Дж.Х., Унг Р.Л., Намбудири В.М., Чжоу З.К., Отис Дж.М. и др. (март 2016 г.). «Визуализация динамики кортикальных, подкорковых и глубоких нейронных цепей головного мозга во время натуралистического поведения млекопитающих с помощью наголовных микроскопов и постоянно имплантированных линз». Протоколы природы . 11 (3): 566–597. дои : 10.1038/nprot.2016.021. ПМК 5239057 . ПМИД  26914316. 
  47. ^ Юнг Дж.К., Мехта А.Д., Аксай Э., Степноски Р., Шнитцер М.Дж. (ноябрь 2004 г.). «Визуализация мозга млекопитающих in vivo с использованием одно- и двухфотонной флуоресцентной микроэндоскопии». Журнал нейрофизиологии . 92 (5): 3121–3133. дои : 10.1152/jn.00234.2004. ПМЦ 2826362 . ПМИД  15128753. 
  48. ^ Свобода К. , Ясуда Р. (июнь 2006 г.). «Принципы микроскопии двухфотонного возбуждения и ее приложения в нейробиологии». Нейрон . 50 (6): 823–839. дои : 10.1016/j.neuron.2006.05.019 . PMID  16772166. S2CID  7278880.

дальнейшее чтение