研究开发出基于“生物正交工程”的远红区膜电位探针

作为神经系统信息交流的“通货”，神经电活动是大脑处理复杂信息的物理基础。与膜片钳和微电极阵列记录等基于电极材料的传统电生理技术相比，荧光膜电位成像在时空分辨率、测量通量等方面具有明显的优势。其中，发射波长在远红区（640 nm以上）的荧光探针由于其红移的光谱具有更强组织穿透能力，而且可适于多通路成像观测，因而备受研究人员青睐。然而目前可使用的远红区膜电位探针在亮度和灵敏度方面存在严重缺陷，因此亟需发展适用于记录神经元动作电位的高性能荧光探针。

北京大学化学与分子工程学院邹鹏课题组与陈鹏课题组共同在Nature Chemistry杂志在线发表了他们最新的研究成果“A far-red hybrid voltage indicator enabled by bioorthogonal engineering of rhodopsin on live neurons”。他们综合利用生物正交反应和膜蛋白工程化改造策略，开发出一系列具有高灵敏度和成像信噪比的荧光膜电位探针HVI（hybrid voltage indicator）。根据成像光谱需求，HVI的蛋白质骨架可借助生物正交反应搭配不同化学结构的荧光染料，构建出一系列跨越可见光谱的复合型探针。其中，橙红区探针HVI-Cy3具有最高的灵敏度，能够以高达90的信噪比成像记录神经动作电位；远红区探针HVI-Cy5具有最红移的光谱，不仅可与绿色或红色荧光探针同时使用，实现膜电位与钙离子、神经递质等重要生理信号的并行观测，还能够与光遗传学工具联用，实现全光学神经电生理检测。(生物谷Bioon.com）