علم البصريات الحيوي 2.0: تسخير التلألؤ الحيوي لتنشيط البروتينات الحسية الضوئية في المختبر وفي الجسم الحي
Summary
يمكن تسخير الضوء الحيوي المنبعث من إنزيم لوسيفيراز المؤكسد لركيزة جزيء صغير ، لوسيفيرين – لتنشيط البروتينات الحسية الضوئية ، وبالتالي إضافة بعد آخر إلى تحفيز الضوء وتمكين التلاعب بالعديد من الوظائف بوساطة الضوء في الخلايا عبر المقاييس الزمنية والمكانية.
Abstract
تم استخدام التلألؤ الحيوي – الضوء المنبعث من إنزيم luciferase المؤكسد ركيزة جزيء صغير ، luciferin – في المختبر وفي الجسم الحي لتنشيط القنوات الأيونية ذات بوابات الضوء والمضخات في الخلايا العصبية. في حين أن هذا النهج البصري الوراثي الحيوي (BL-OG) يمنح مكونا كيميائيا وراثيا للأدوات البصرية الجينية ، إلا أنه لا يقتصر على استخدامه في علم الأعصاب. بدلا من ذلك ، يمكن تسخير التلألؤ الحيوي لتنشيط أي بروتين حسي ضوئي ، وبالتالي تمكين التلاعب بالعديد من الوظائف بوساطة الضوء في الخلايا. يمكن مطابقة مجموعة متنوعة من أزواج luciferase-luciferin مع البروتينات الحسية الضوئية التي تتطلب أطوال موجية مختلفة من الضوء وشدة الضوء.
اعتمادا على التطبيق المحدد ، يمكن تحقيق توصيل الضوء الفعال باستخدام بروتينات اندماج المستقبلات الضوئية luciferase أو عن طريق النقل المشترك البسيط. يمكن أن تكون البروتينات الحسية الضوئية القائمة على الانحراف المعتمد على الضوء أو التغيرات التوافقية مدفوعة بالتلألؤ الحيوي للتأثير على العمليات الخلوية من توطين البروتين ، وتنظيم مسارات الإشارات داخل الخلايا إلى النسخ. يفصل البروتوكول أدناه التنفيذ التجريبي لتنشيط التلألؤ الحيوي في الخلايا والكائنات الحية ويصف النتائج باستخدام عمليات إعادة التلألؤ الحيوي وعوامل النسخ. يوفر البروتوكول للمحققين الإجراءات الأساسية لإجراء علم البصريات الحيوي الوراثي في المختبر وفي الجسم الحي. يمكن توسيع النهج الموصوفة وتخصيصها إلى العديد من النماذج التجريبية المختلفة.
Introduction
يمكن تنشيط البروتينات الحسية الضوئية عن طريق الضوء إما من مصدر الضوء المادي أو من إنزيم luciferase في وجود ركيزته ، luciferin ، لتوليد التلألؤ الحيوي. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب جداول زمنية بالمللي أو حتى الفيمتو ثانية و / أو دقة مكانية أحادية الخلية ، فإن مصادر الضوء المادية (الليزر والثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)) هي الوحيدة التي يمكن ضبطها على هذه المقاييس. ومن الأمثلة على ذلك التقييد المكاني للضوء المستخدم لتحفيز الأقطاب المتقابلة في تطوير يرقات ذبابة الفاكهة مع التحكم الزمني بالمللي ثانية1 أو التحفيز الدقيق للهياكل دون الخلوية المفردة مثل أنابيب الميتوكوندريا2. ومع ذلك، فإن العديد من التطبيقات الأخرى للمفاتيح الضوئية لها أولويات مختلفة، بما في ذلك التحكم المكاني الموسع والتطبيق المتكرر بشكل غير جراحي ودون تلف خفيف ولكن مع تحكم زمني محدد في جداول زمنية دقيقة وكثافة قابلة للضبط. هنا ، فإن استخدام luciferases كمصدر بديل للضوء لتنشيط مجالات استشعار الضوء له العديد من المزايا. على النقيض من تنشيط ضوء الألياف البصرية ، يصل التلألؤ الحيوي إلى كل مجال استشعار الضوء المعبر عنه في مجموعة الخلايا المستهدفة حيث يتم تشفير مصدر الضوء وراثيا. استخدام التلألؤ الحيوي يخفف من المخاوف بشأن تلف الأنسجة والخلايا بواسطة الألياف البصرية والتعرض المادي الممتد للضوء. يتم تشغيل الضوء مع تطبيق الركيزة luciferase. البداية فورية في المختبر وفي الجسم الحي اعتمادا على مسار الإدارة وتستمر لمدة ~ 15-30 دقيقة ؛ يمكن تحقيق الوجود الموسع أو التحفيز التدريجي للضوء باستخدام لوسيفيرين مختلفة ومع تطبيقات إضافية أو متكررة للركيزة3. وأخيرا ، يمكن ضبط انبعاث التلألؤ الحيوي عن طريق تغيير تركيز لوسيفيرين.
وقد تم إثبات استخدام التلألؤ الحيوي لتنشيط المستقبلات الضوئية المتحركة للأيونات ، أي العناصر البصرية الوراثية ، مثل القنوات أو المضخات ، على نطاق واسع4،5،6،7،8. تم استخدام نهج BioLuminescent OptoGenetics (BL-OG) هذا في تجارب الجسم الحي على الفئران والجرذان5،6،7،9،10،11،12. وجد أن تنشيط BL-OG للأوبسينات يتطلب كمية من التلألؤ الحيوي لا تقل عن 33 ميكروواط / مم 2 ، مع زيادة كفاءة التنشيط مع ارتفاع انبعاثات الضوء6,9. المستقبلات الضوئية الحسية المتحركة للأيونات هي مجموعة فرعية من الوحدة الكبيرة من المستقبلات الضوئية الحسية الموجودة في الطبيعة والتي لا تتحرك أيونات13,14. إن توسيع نطاق التلألؤ الحيوي لتنشيط المستقبلات الضوئية المتحركة غير الأيونية ، مثل مجالات التصوير الضوئي من النباتات أو البكتيريا ، تشجعه التقارير 15,16 التي تفيد بأن أجهزة الاستشعار الضوئية غير المتحركة غير الأيونية أكثر حساسية للضوء من channelrhodopsins ، مما يضمن قيادة أفضل لمستشعرات الضوء مع التلألؤ الحيوي مما تم الحصول عليه بالفعل مع العناصر البصرية الوراثية المتحركة للأيونات. في الآونة الأخيرة ، أبلغت العديد من المنشورات عن استخدام التلألؤ الحيوي كمصدر للضوء لتنشيط مجموعة متنوعة من المستقبلات الضوئية ، بما في ذلك مجالات استشعار الضوء والأكسجين والجهد (LOV) ، ومجالات الفلافين التي تستخدم الضوء الأزرق (BLUF) ، و cryptochromes (CRYs) 3،17،18،19،20،21،22 (الجدول 1 ). استهدفت تطبيقات التنشيط المدفوع بالتلألؤ الحيوي للمفاتيح الضوئية العمليات داخل الخلايا التي تتراوح بين موت الخلايا الناجم عن أنواع الأكسجين التفاعلية ، وتخليق cAMP ، وتوظيف البروتين وتفكيكه إلى إعادة التركيب الجينومي وتحريض النسخ.
يحدد هذا البروتوكول التصميم العام للأدوات البصرية الجينية التي تعتمد على التلألؤ الحيوي ويفصل إجراءات التنفيذ التجريبي لتنشيط التلألؤ الحيوي في الخلايا والكائنات الحية. ويشمل وصفا حول كيفية إعداد غرفة ، وغطاء وحاضنة لزراعة الأنسجة ، ومجهر للعمل مع التلألؤ الحيوي ، بالإضافة إلى الخطوات من إعداد luciferin إلى تطبيقه. يوفر هذا البروتوكول للمحققين الإجراءات الأساسية لتنفيذ BioLuminescent OptoGenetics (BL-OG) في المختبر وفي الجسم الحي. يمكن توسيع النهج الموصوفة وتخصيصها لتشمل نماذج تجريبية مختلفة. نتوقع أن يسهل هذا البروتوكول اعتماد استخدام التلألؤ الحيوي في الدراسات البيولوجية البصرية الوراثية.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك مجموعة من luciferases و luciferins مع أطوال موجية لانبعاثات الضوء تتطابق مع أطياف تنشيط البروتينات الحسية الضوئية من الضوء الأزرق إلى الضوء الأحمر14,29. بصرف النظر عن محاذاة الأطوال الموجية للانبعاثات والإثارة ، لا توجد طريقة موثوقة لتحديد الاقتران الذي سيعمل بشكل أفضل مسبقا. وبالتالي ، فإن الحاجة إلى تحديد تجريبي لكيفية عمل أزواج luciferin-luciferase في الخلايا والكائنات الحية في قيادة الأنظمة الحسية الضوئية.
تصف البروتوكولات الموضحة في هذا العرض التقديمي كيفية تحضير لوسيفيرين وكيفية تطبيقه في المختبر وفي الجسم الحي ، إلى جانب إرشادات حول إعداد الغرف وأغطية زراعة الأنسجة والحاضنات والمجاهر للتجارب التي تستخدم التلألؤ الحيوي. في التجارب التمثيلية ، تم استخدام لوسيفيراز مختلفة (نانولوك ، غاوسيا لوسيفيراز) مع العديد من البروتينات الحسية الضوئية (CRI / CIB ، EL222 ، VVD ، LOV) ، مما يدل على آثار التلألؤ الحيوي مقابل الضوء المادي ، والنقل المشترك مقابل بروتينات الاندماج ، ومقارنات الإشارة إلى الضوضاء ، ومقايسات القراءة المختلفة. يتم وصف المزيد من تطبيقات التلألؤ الحيوي الذي ينشط البروتينات الحسية الضوئية في منشورات من عدة مجموعات ، تستهدف تحريض موت الخلايا ، وتخليق cAMP ، وحركة البروتين بالإضافة إلى النسخ (الجدول 1).
ببساطة المشاركة في نقل المكونات الباعثة للضوء واستشعار الضوء هي بداية جيدة. المتغيرات هي النسب المولية للباعث والمستشعر. المجهولات هي مستويات الخلفية لنشاط المستشعر في الظلام ، ونشاط المستشعر فيما يتعلق بكثافة الضوء ومدته ، وكفاءة تنشيط المستشعر مقارنة الضوء الفيزيائي والبيولوجي. في حين أن تركيبات الاندماج لها ميزة الحفاظ على النسبة المولية للباعث والمستشعر عند 1: 1 وجعل باعث الضوء قريبا من مجال استشعار الضوء ، فإن اعتبارات أخرى تدخل حيز التنفيذ ، مثل مكان الربط (N- أو C-terminus) وكيفية الربط (طول الرابط وتكوينه) دون التأثير على أداء المحرك الحسي الضوئي.
بالنسبة للتجارب في المختبر وفي الجسم الحي على حد سواء ، هناك خيارات متعددة لضبط انبعاث الضوء الحيوي ، إما عن طريق تغيير تركيز لوسيفيرين ، و / أو عن طريق تغيير الوقت الذي يتم فيه توفير لوسيفيرين للمستشعر المعني. يتم تحديد الحد الأدنى للمبلغ والوقت من خلال وجود أو عدم وجود التأثير المتوقع مع تنشيط الضوء. في المقابل ، يتم تحديد الحد الأقصى المعني بشكل رئيسي من خلال تحمل الخلايا لتركيزات عالية من luciferin على مدى فترات طويلة. تركيز CTZ المختار في الأمثلة المذكورة أعلاه ، 100 ميكرومتر ، قريب من الحد الأعلى لأنواع الخلايا المختلفة ، من خلايا HEK293 إلى الخلايا العصبية. الهدف هو استخدام تركيز منخفض قدر الإمكان لأقصر وقت لتحقيق تنشيط مجال التصوير المستهدف. وسيتم تحقيق ذلك بسهولة أكبر باستخدام luciferases مع انبعاث الضوء العالي والمستقبلات الضوئية مع حساسية عالية للضوء.
تم استخدام التلألؤ الحيوي لقيادة المستقبلات الضوئية في القوارض (الفئران والجرذان) مع بروتينات التصوير الضوئي المعبر عنها في الكبد والعضلات والحبل الشوكي والدماغ وكذلك عبر الخلايا المعبرة عن المستقبلات الضوئية المزروعة تحت الجلد أو داخل الصفاق. من حيث المبدأ ، لا توجد حدود تمنع تطبيق النهج على الأنواع المختلفة ، من الرئيسيات غير البشرية إلى الأسماك أو الذباب. اعتمادا على نفاذية الكائن الحي لللوسيفيرين ، قد يكون التطبيق سهلا مثل تطبيق لوسيفيرين على المياه المحيطة (على سبيل المثال ، في يرقات الأسماك 30). قبل استخدام BL-OG في أي كائن حي جديد ، يجب إجراء تجارب تجريبية لضمان وصول لوسيفيرين إلى أهدافه عبر طريق التطبيق المختار.
الجوانب الحرجة للتصميم التجريبي هي الضوابط المختلفة المهمة لتفسير النتائج. يجب مقارنة الخلايا التي تعبر عن مراسل مدفوع بواسطة luciferase يعمل على بروتين حسي ضوئي بالخلايا التي تفتقر إلى luciferase أو تفتقر إلى البروتين الحسي الضوئي. علاوة على ذلك ، يجب إجراء مقارنات بين الخلايا المعرضة للوسيفيرين أو السيارة أو الاحتفاظ بها في الظلام. من المهم أيضا إدراك قيود الفحوصات المختلفة لتقييم آثار تنشيط المستقبلات الضوئية التي يحركها التلألؤ الحيوي. على سبيل المثال ، يمكن اختبار فعالية النسخ المنشط بالتلألؤ الحيوي بطرق مختلفة ، اعتمادا على ما إذا كان الجين المراسل عبارة عن لوسيفيراز متعامد (مقياس اللمعان ، IVIS) ، أو بروتين فلورسنت (فرز الخلايا المنشط بالفلور ، تحليل الصور بالفحص المجهري). في حين أن الآثار الأساسية يجب أن تكون قابلة للتكرار عبر منصات الاختبار ، فإن الجوانب الكمية للتأثيرات قد تختلف اختلافا كبيرا.
وقد ثبت حتى الآن تنشيط التلألؤ الحيوي للمستقبلات الضوئية لعدد محدود من اللوسيفيراز والبروتينات الحسية الضوئية، على التوالي، سواء في المختبر أو في الجسم الحي. يمكن توسيعه إلى فئة كبيرة من المستقبلات الضوئية لتنشيط العديد من العمليات البيولوجية. ومما يعزز هذا التوسع في هذا النهج التطوير المستمر لأزواج جديدة من اللوسيفيراز وبروتين لوسيفيراز الفلوري مع انبعاث ضوء أعلى بكثير من اللوسيفيراز التي تحدث بشكل طبيعي ومع ميزات حركية قابلة للضبط لتطبيقات مختلفة. ويواكب هذا التقدم جيل اللوسيفيرين الجديد، مما يزيد من زيادة السطوع ولوحات الألوان29. تقدم منصة الأدوات هذه تطبيقات لمعالجة والتحقيق في الديناميكيات داخل الخلايا والتفاعلات الخلوية داخل الخلايا الحية والأنسجة والكائنات الحية.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر زملائنا على الإنشاءات ، وتحديدا A. Ting ل Ca-FLARE protease ، وعامل النسخ والمراسل (Addgene # 92214 ، 92213 ، 92202) ، H. Kwon ل TM-CIBN-BLITz1-TetR-VP16 و NES-CRY2PHR-TevC (Addgene # 89878 ، 89877) ، C. Tucker ل CRY-GalΔDD (B1013) و CIB-VP64 (B1016) (Addgene # 92035 ، 92037) ، M. Walsh ل pGL2-GAL4-UAS-Luc (Addgene # 33020) ، K. Gardner ل VP-EL222 و C120-Fluc ، و A. Cetin و H. Zeng لجعل iCreV متاحا قبل النشر. تم دعم هذا العمل من خلال منح من NSF (NeuroNex 1707352) ، و NIH (U01NS099709) ، ومؤسسة W.M. Keck ، ومجلس البحوث السويدي إلى A.B. (2016-06760).
Materials
| ABI 25W Deep Red 660 nm LED Light Bulb | Amazon | to be used with any lamp stand | |
| Black Microcentrifuge Tubes, 0.5 mL, Argos Technologies | Fisher Scientific | 03-391-166 | |
| Black Microcentrifuge Tubes, 1.5 mL, Argos Technologies | Fisher Scientific | 03-391-161 | |
| Black Nylon, Polyurethane-Coated Fabric (1.5 m x 2.7 m) x 0.12 mm (thick) | THOR LABS | BK-5 | |
| C120-Fluc | K. Gardner | ||
| CaCl2 | Sigma | C8106; CAS: 10035-04-8 | |
| Ca-FLARE protease, transcription factor and reporter | Addgene # 92214, 92213, 92202 | A. Ting | |
| CIB-VP64 (B1016) | Addgene # 92037 | C. Tucker | |
| CRY-GalΔDD (B1013) | Addgene # 92035 | C. Tucker | |
| CTZ | Prolume Inc. (NanoLight) | 303 | formulation for in vitro applications with Gaussia luciferases |
| CTZ (Water soluble native coelenterazine) | Prolume Inc. (NanoLight) | 3031 | formulation for in vivo applications with Gaussia luciferases |
| D-(+)-Glucose | Sigma | G8270; CAS: 50-99-7 | |
| D-Luciferin, Potassium Salt | Gold Biotechnology | LUCK | |
| DMEM | Thermo Fisher | 11960044 | |
| D-PBS, no calcium, no magnesium | Thermo Fisher | 14190144 | |
| hCTZ | Prolume Inc. (NanoLight) | 301 | formulation for in vitro applications with Oplophorus luciferases |
| HEK293 | ATCC | CRL-1573 | |
| HeLa | ATCC | CCL-2 | |
| HEPES | Sigma | H3375; CAS: 7365-45-9 | |
| iCreV | A. Cetin and H. Zeng | ||
| In Vivo Imaging System (IVIS) | Perkin-Elmer | Lumina LT | |
| KCl | Sigma | P5405; CAS: 7447-40-7 | |
| LED Array Driver | Amuza | LAD-1 | |
| LED Array for Multiwell Plates | Amuza | LEDA-x | |
| Lipofectamine 2000 Reagent | Invitrogen | 11668-019 | Transfection reagent |
| Luminometer | Molecular Devices | SpectraMax L | |
| MgCl2 Hexahydrate | Sigma | M2670; CAS: 7791-18-6 | |
| NaCl | Sigma | S7653; CAS: 7647-14-5 | |
| NanoFuel Solvent | Prolume Inc. (NanoLight) | 399 | for dissolving CTZ preparations for in vitro use |
| NaOH | Sigma | 221465; CAS: 1310-73-2 | |
| NES-CRY2PHR-TevC | Addgene # 89877 | H. Kwon | |
| Opti-MEM | Thermo Fisher | 11058021 | transfection medium |
| PDL coated coverslips (12 mm, 15 mm, 18 mm) | Neuvitro Corporation | GG-12-PDL, GG-15-PDL , GG-18-PDL | |
| pGL2-GAL4-UAS-Luc | Addgene #33020 | M. Walsh | |
| Prizmatix USB Pulser TTL Generator for Optogenetics | Goldstone Scientific | ||
| TM-CIBN-BLITz1-TetR-VP16 | Addgene # 89878 | H. Kwon | |
| TrypLE Express | Gibco | 12604-013 | |
| Vehicle (Water-soluble carrier without CTZ) | Prolume Inc. (NanoLight) | 3031C | control for in vivo applications with CTZ |
| VP-EL222 | K. Gardner |
References
- Johnson, H. E., et al. The spatiotemporal limits of developmental Erk signaling. Developmental Cell. 40 (2), 185-192 (2017).
- Wang, Y., et al. Photostimulation by femtosecond laser triggers restorable fragmentation in single mitochondrion. Journal of Biophotonics. 10 (2), 286-293 (2017).
- Li, T., et al. A synthetic BRET-based optogenetic device for pulsatile transgene expression enabling glucose homeostasis in mice. Nature Communications. 12 (1), 615 (2021).
- Berglund, K., Birkner, E., Augustine, G. J., Hochgeschwender, U. Light-emitting channelrhodopsins for combined optogenetic and chemical-genetic control of neurons. PLoS One. 8 (3), 59759 (2013).
- Tung, J. K., Gutekunst, C. -. A., Gross, R. E. Inhibitory luminopsins: genetically-encoded bioluminescent opsins for versatile, scalable, and hardware-independent optogenetic inhibition. Scientific Reports. 5, 14366 (2015).
- Berglund, K., et al. Luminopsins integrate opto- and chemogenetics by using physical and biological light sources for opsin activation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (3), 358-367 (2016).
- Gomez-Ramirez, M., More, A. I., Friedman, N. G., Hochgeschwender, U., Moore, C. I. The BioLuminescent-OptoGenetic in vivo response to coelenterazine is proportional, sensitive and specific in neocortex. Journal of Neuroscience Research. 98 (3), 471-480 (2020).
- Moore, C. I., Berglund, K. BL-OG: BioLuminescent-OptoGenetics. Journal of Neuroscience Research. 98 (3), 469-470 (2020).
- Park, S. Y., et al. Novel luciferase-opsin combinations for improved luminopsins. Journal of Neuroscience Research. 98 (3), 410-421 (2020).
- Jaiswal, P. B., Tung, J. K., Gross, R. E., English, A. W. Motoneuron activity is required for enhancements in functional recovery after peripheral nerve injury in exercised female mice. Journal of Neuroscience Research. 98 (3), 448-457 (2020).
- Zenchak, J. R., et al. Bioluminescence-driven optogenetic activation of transplanted neural precursor cells improves motor deficits in a Parkinson’s disease mouse model. Journal of Neuroscience Research. 98 (3), 458-468 (2020).
- Tung, J. K., Shiu, F. H., Ding, K., Gross, R. E. Chemically activated luminopsins allow optogenetic inhibition of distributed nodes in an epileptic network for non-invasive and multi-site suppression of seizure activity. Neurobiology of Disease. 109, 1-10 (2018).
- Hegemann, P. Algal sensory photoreceptors. Annual Review of Plant Biology. 59, 167-189 (2008).
- Losi, A., Gardner, K. H., Moglich, A. Blue-light receptors for optogenetics. Chemical Reviews. 118 (21), 10659-10709 (2018).
- Proshkina, G. M., Shramova, E. I., Shilova, O. N., Ryabova, A. V., Deyev, S. M. Phototoxicity of flavoprotein miniSOG induced by bioluminescence resonance energy transfer in genetically encoded system NanoLuc-miniSOG is comparable with its LED-excited phototoxicity. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 188, 107-115 (2018).
- Kawano, F., Okazaki, R., Yazawa, M., Sato, M. A photoactivatable Cre-loxP recombination system for optogenetic genome engineering. Nature Chemical Biology. 12 (12), 1059-1064 (2016).
- Shramova, E. I., Proshkina, G. M., Chumakov, S. P., Khodarovich, Y. M., Deyev, S. M. Flavoprotein miniSOG cytotoxisity can be induced by bioluminescence resonance energy transfer. Acta Naturae. 8 (4), 118-123 (2016).
- Naim, N., et al. Luminescence-activated nucleotide cyclase regulates spatial and temporal cAMP synthesis. Journal of Biological Chemistry. 294 (4), 1095-1103 (2019).
- Kim, C. K., Cho, K. F., Kim, M. W., Ting, A. Y. Luciferase-LOV BRET enables versatile and specific transcriptional readout of cellular protein-protein interactions. Elife. 8, 43826 (2019).
- Parag-Sharma, K., et al. Engineered BRET-based biologic light sources enable spatiotemporal control over diverse optogenetic systems. ACS Synthetic Biology. 9 (1), 1-9 (2020).
- Kim, E. H., et al. Self-luminescent photodynamic therapy using breast cancer targeted proteins. Science Advances. 6 (37), (2020).
- Kim, C. K., et al. A Molecular calcium integrator reveals a striatal cell type driving aversion. Cell. 183 (7), 2003-2019 (2020).
- Wang, W., et al. A light- and calcium-gated transcription factor for imaging and manipulating activated neurons. Nature Biotechnology. 35 (9), 864-871 (2017).
- Lee, D., Hyun, J. H., Jung, K., Hannan, P., Kwon, H. -. B. A calcium- and light-gated switch to induce gene expression in activated neurons. Nature Biotechnology. 35 (9), 858-863 (2017).
- Pathak, G. P., et al. Bidirectional approaches for optogenetic regulation of gene expression in mammalian cells using Arabidopsis cryptochrome 2. Nucleic Acids Research. 45 (20), 167 (2017).
- Nishio, H., Walsh, M. J. CCAAT displacement protein/cut homolog recruits G9a histone lysine methyltransferase to repress transcription. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (31), 11257-11262 (2004).
- Motta-Mena, L. B., et al. An optogenetic gene expression system with rapid activation and deactivation kinetics. Nature Chemical Biology. 10 (3), 196-202 (2014).
- Yao, S., et al. RecV recombinase system for in vivo targeted optogenomic modifications of single cells or cell populations. Nature Methods. 17 (4), 422-429 (2020).
- Love, A. C., Prescher, J. A. Seeing (and using) the light: Recent developments in bioluminescence technology. Cell Chemical Biology. 27 (8), 904-920 (2020).
- Naumann, E. A., Kampff, A. R., Prober, D. A., Schier, A. F., Engert, F. Monitoring neural activity with bioluminescence during natural behavior. Nature Neuroscience. 13 (4), 513-520 (2010).
