J Biophotonics, 2020, 14(3):e202000301

Enhanced‐contrast two‐photon optogenetic pH sensing and pH‐resolved brain imaging

We present experiments on cell cultures and brain slices that demonstrate two‐photon optogenetic pH sensing and pH‐resolved brain imaging using a laser driver whose spectrum is carefully tailored to provide the maximum contrast of a ratiometric two‐photon fluorescence readout from a high‐brightness genetically encoded yellow‐fluorescent‐protein‐based sensor, SypHer3s. Two spectrally isolated components of this laser field are set to induce two‐photon‐excited fluorescence (2PEF) by driving SypHer3s through one of two excitation pathways – via either the protonated or deprotonated states of its chromophore. With the spectrum of the laser field accurately adjusted for a maximum contrast of these two 2PEF signals, the ratio of their intensities is shown to provide a remarkably broad dynamic range for pH measurements, enabling high‐contrast optogenetic deep‐brain pH sensing and pH‐resolved 2PEF imaging within a vast class of biological systems, ranging from cell cultures to the living brain.

Chebotarev AS, Pochechuev MS, Lanin AA, Kelmanson IV, Kotova DA, Fetisova ES, Panova AS, Bilan DS, Fedotov AB, Belousov VV, Zheltikov AM

IBCH: 8887
Ссылка на статью в журнале: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jbio.202000301
Кол-во цитирований на 05.2024: 5
Данные статьи проверены модераторами 2020-11-21

Список научных проектов, где отмечена публикация

  1. 17-00-00212. . Внебюджетное финансирование.
  2. 18-29-20031. . Внебюджетное финансирование.
  3. 18-52-00025. . Внебюджетное финансирование.
  4. 18-72-10094. . Внебюджетное финансирование.
  5. A-1801-20180324. . Внебюджетное финансирование.
  6. Новые молекулярные инструменты для термогенетической стимуляции нейронов и не-нейрональных клеток (6 Декабря 2017 года — 31 Декабря 2021 года). Белоусов В.В.. Грант, РФФИ.
  7. Исследование ключевых параметров клеток мозга на ранних стадиях развития ишемического инсульта (6 Января 2017 года — 31 Декабря 2021 года). Билан Д.С.. Грант, РНФ.