Entwicklung von lichtempfindlichen Proteinwerkzeugen für die Neurowissenschaften

Rhodospsine sind lichtaktivierte Retinalproteine, die als Sensoren, Pumpen oder Ionenkanäle fungieren können. In den letzten 3 Jahren wurden lichtaktivierte Ionen-leitende Rhodopsine (Kanalrhodopsine) als Werkzeuge genutzt, um in tierischen Zellen in Kultur, in isolierten Gewebeschnitten und in lebenden Tieren Ionenflüsse über die Membran, Membranpotential und Aktionspotential mit Hilfe von Licht zu kontrollieren (Optogenetik). Diese Anwendung für die Steuerung neuronaler Prozesse hat unzählige Rufe nach Kanalrhodopsinen mit modifizierten spektralen und kinetischen Eigenschaften geweckt, aber auch die Suche nach lichtaktivierten Enzymen stimuliert. Kürzlich haben wir in neu sequenzierten Genomen der Algen Chlamydomonas und Volvox verschiedene neue Kanalrhodopsinsequenzen identifiziert sowie Sequenzen, die Rhodopsine mit potentiellen C-terminalen enzymatischen Aktivitäten kodieren. In diesem Projekt wollen wir diese neuen Sequenzen im Detail studieren und schließlich das Potential der kodierten Proteine als lichtempfindliche Werkzeuge für die Neurowissenschaften ausloten. Mit diesem Projekt könnten wir neue optische Werkzeuge für die Neurobiologie bereitstellen.