EXC 2049/2: Verbesserung von Channelrhodopsinen für neuronale Anwendungen durch Einzelkanalaufzeichnung, MD-Simulation und Molekulartechnik

W?hrend der beiden vorangegangenen Neurocure-F?rderperioden haben wir eine Reihe von Kanalrhodopsinen intensiv charakterisiert, konstruiert und modifiziert und K-selektive (WiCHR), Ca-selektive (CapChR) und rotlichtempfindliche Channelrhodopsine (CsChrimson und raACR) sowie dualfunktionale Channelrhodopsin-Tandems (BIPOLES) mit einem breiten Anwendungsspektrum innerhalb der Neurocure-Community bereitgestellt (AG Jentsch, Larkum, Mikhaylova, Owald, Plested, Schmitz). Die Einzelkanalleitf?higkeit und die Ein- und Ausschaltkinetik der Gates w?hrend des leitenden Zustands blieben jedoch unklar. Kürzlich konnten in enger Zusammenarbeit mit Klaus Benndorf (Jena) die Einzelkanalleitf?higkeiten und die Ein-/Ausschaltkinetik der K-selektiven Channelrhodopsine HcKCR und WiChR (links) überwacht und charakterisiert werden. Beide zeigen zwei Hauptleitungszust?nde mit variablen Zwischenzust?nden in unterschiedlichem Ausma?, abh?ngig von der Membranspannung.
Im Rahmen des n?chsten Neurocure-Forschungsprogramms werden wir die Leitf?higkeiten, Selektivit?ten und Kinetiken verschiedener Cryptophyte-Channelrhodopsine weiter analysieren, um die grundlegenden Gating- und Selektivit?tseigenschaften zu verstehen.