多年來，綠色一直是用于實時腦部成像的最可靠的色調(diào)，但是在使用一種新的高通量篩選方法之后，約翰·B·皮爾斯實驗室和耶魯大學醫(yī)學院的研究人員與斯坦福大學的合作者一起確定了一種新的熒光蛋白，可使活神經(jīng)元在激活時發(fā)出紅色光。

該研究在線發(fā)表在《自然方法》中。

這種電壓激活的紅色神經(jīng)元活動監(jiān)控器(簡稱VARNAM，在梵語中意為“色相”)是稱為遺傳編碼電壓指示劑(GEVI)的蛋白質(zhì)家族的一部分，當電脈沖通過時，它們會改變其熒光強度?；畹纳窠?jīng)元。

“綠色熒光蛋白已經(jīng)研究了50-60年以上，并為多種應用量身定制，而紅色熒光蛋白卻更新，更少，并且因在活細胞內(nèi)部折疊不佳而臭名昭著，”共同第一作者Madhuvanthi Kannan說，副研究員。“我們研究了幾種不同的紅色熒光蛋白，找到了一種具有最佳光物理特性的蛋白，該蛋白可以在許多不同的生命系統(tǒng)中表達并表現(xiàn)良好。”

共同第一作者，副研究科學家Ganesh Vasan解釋說，他建立的自動篩選方法使他們能夠識別VARNAM。高通量方法使得可以高效地篩選成千上萬種潛在的紅色熒光蛋白，并在其中選擇最敏感的電壓-當激活神經(jīng)元時出現(xiàn)的最亮和最快。

以前，紅色熒光指示劑太慢或太遲鈍，以致于觀察大腦功能的研究人員無法使用。此外，當實驗人員想要觀察兩個不同組或類型的細胞時，他們不能同時用一種以上的顏色GEVI標記它們。該團隊不僅證明VARNAM可以在體外和體內(nèi)的多個系統(tǒng)中工作，而且還首次使用VARNAM來捕獲活體蒼蠅中兩種顏色(綠色和紅色)的大腦活動峰值。

研究人員說，現(xiàn)在，有了紅色的混合物，科學家將能夠準確，輕松地監(jiān)視活神經(jīng)元的完整“讀寫”過程。

耶魯大學細胞與分子生理學和神經(jīng)科學教授Vincent Pieribone說：“該探針的開發(fā)代表了定向進化領域的又一次勝利，今年獲得了諾貝爾化學獎。”“ VARNAM代表著我們以更少侵入性和更全面的方式直接監(jiān)測腦細胞電活動能力的重大進步。這為最終了解復雜的神經(jīng)系統(tǒng)如何產(chǎn)生精致的行為打開了大門，這些行為是高級人類和動物生命的標志。”