王友军及合作者研发出首个单元件光控钙通道来干预疾病

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光敏感离子通道蛋白（Channelrhodopsin-2, ChR2）及其衍生物作为光遗传学中的重要工具，可以通过可见光调控活化和抑制神经细胞研究特定的神经元在大脑中的作用。但是，ChR2通道由于缺乏离子选择性 （可以通过Na+, H+,Ca2+, K+等），限制了其在非兴奋性细胞及组织中的应用。

北京师范大学王友军教授课题组与美国德州农工大学Huang Yun和Zhou Yubin教授实验室合作，在2021年1月的Nature Communications杂志上发表题为“Engineering of a bona fide light-operated calcium channel”的文章。该工作通过将光敏感蛋白与一个钙特异性的离子通道(Ca2+ release-activated Ca2+ channel, CRAC) 结合，设计并研发出了蓝光精准调控并激活的具有高度选择性的钙离子通道LOCa (light operated calcium channel)。

图1. LOCa的光开关反应及在体应用。（A）设计示意图，（B）可逆光控钙信号，（C）AD-LOCa果蝇设计示意图，（D）蓝光照射对AD果蝇攀爬能力的影响。