Термооптогенетические технологии стимуляции нервной системы, сопряженные с визуализацией молекулярных событий in vivo.

Проект направлен на создание новых оптических технологий стимуляции нервной системы, основанных на использовании высокоспециализированных ионных каналов, чувствительных к инфракрасному излучению. Термооптогенетические (ТОГ) технологии впервые позволят проводить стимуляцию не только поверхностных слоев коры (как в современных оптогенетических (ОГ) технологиях), но и более глубинных отделов мозга, за счет высокой оптической проницаемости тканей для ИК лазеров и других источников ИК излучения (по сравнению с синим светом, используемым для стимуляции в современных ОГ-технологиях). Использование ТОГ-технологий позволит также снизить фототоксичность при стимуляции нервной системы за счет снижения фотодинамических эффектов при использовании ИК-излучения по сравнению с видимым. ТОГ-технологии будут гораздо лучше сочетаться с оптическими методами детекции нейрональной активности, так как стимуляция нейронов и детекция активности будет проводиться в разных спектральных диапазонах: ИК и видимом, соответственно. Нами будут также разработаны и оптимизированы методы детекции нейрональной активности при ТОГ-стимуляции.

Список публикаций по проекту

  1. Erapaneedi R, Belousov VV, Schäfers M, Kiefer F (2016). A novel family of fluorescent hypoxia sensors reveal strong heterogeneity in tumor hypoxia at the cellular level. EMBO J 35 (1), 102–113
  2. Santos CXC, Hafstad AD, Beretta M, Zhang M, Molenaar C, Kopec J, Fotinou D, Murray TV, Cobb AM, Martin D, Zeh Silva M, Anilkumar N, Schröder K, Shanahan CM, Brewer AC, Brandes RP, Blanc E, Parsons M, Belousov V, Cammack R, Hider RC, Steiner RA, Shah AM (2016). Targeted redox inhibition of protein phosphatase 1 by Nox4 regulates eIF2α-mediated stress signaling. EMBO J 35 (3), 319–334
  3. Bilan DS, Belousov VV (2016). HyPer Family Probes: State of the Art. Antioxid Redox Signal 24 (13), 731–751
  4. Safronov NA, Fedotov IV, Ermakova YG, Matlashov ME, Sidorov-Biryukov DA, Fedotov AB, Belousov VV, Zheltikov AM (2015). Microwave-induced thermogenetic activation of single cells. Appl Phys Lett 106 (16),