Detailseite
Projekt
Entwicklung und Modifizierung von Chrimson für subzelluläre optogenetische Anwendungen
Fachliche Zuordnung
Biophysik
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung von 2019 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 425994138
Das Ziel dieses Projektes ist die weitere Charakterisierung von Chrimson, dem Kanalrhodopsin mit der langwelligsten bisher bekannten Absorption (max = 590nm) und hoher Protonenselektivität. Chrimson zeigt weite Gemeinsamkeiten sowohl mit Licht-getriebenen Protonenpumpen als auch mit anderen Kanalrhodopsin. Wir werden mit Hilfe biophysikalischer, biochemischer und theoretischer Methoden auf die für Kanalrhodopsine besonderen Module konzentrieren, wie der polaren Chromophorumgebung im Schiffbasenbereich, dem äußeren Tor (gate) und den Selektionsfiltern. Für ein grundlegendes Verständnis werden wir Computermodelle entwickeln und analysieren, die uns helfen sollen, die experimentellen Befunde zu verstehen und Struktur-basierte Mutanten zu entwickeln. Wir werden mit diesem Methodenarsenal neue noch weiter rot verschobene Varianten mit erhöhter Kationenselektivität und variable Kinetik generieren. Aufgrund der größeren Transmission neuronalen Gewebes oberhalb 600 nm sind die generierten Varianten von größtem Interesse für die in vivo Anwendungen in den Neurowissenschaften. Weiterhin werden wir die bichromatischen Eigenschaften von Chrimson untersuchen und sie entweder reduzieren oder für eine bimodale Schaltbarkeit verstärken. Wir werden Chrimson-Varianten mit langen Öffnungszeiten und hoher Protonenleitfähigkeit für kompartimentelle Optogenetik einsetzen, um die Protonenbeladung synaptischer Vesikel und Lysosomen optisch zu kontrollieren und damit im Detail zu verstehen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
