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新型通道视紫红质的应用：分子工程、位点特异性视蛋白靶向、新变异体的发现和光遗传学设计的进展

Ernst Bamberg 教授及其同事开发的来自莱茵衣藻的阳离子通道通道视紫红质 2 (ChR2)及其在光诱导神经元调制中的应用为光遗传学领域铺平了道路。

随着时间的推移，光门控阳离子通道 channelrhodopsin-2 (ChR2) 已成为神经科学中不可或缺的工具。基于对 ChR2 的开创性工作，出现了新的变体，它们在光吸收光谱、动力学特性和电化学响应类型方面有所不同。如今，光敏视蛋白不仅在研究背景下而且在临床方法（包括神经网络，例如眼睛、耳朵、心脏、大脑）中被用于控制神经活动。

概述:

  • 过程和方法（包括筛选）：生命科学（包括筛选）
  • 医学：治疗学
  • 研究试剂：其他
  • 核酸、蛋白质、细胞相关技术：细胞（相关）
  • 参考编号：RC0601-4259-MGP
  • 专利信息:
  • 优先权申请于 2010 年 9 月提交 (EP11760432)。该专利已在欧洲、美国、澳大利亚、加拿大、中国、伊利诺伊州、日本、墨西哥、俄罗斯、新加坡和韩国获得授权。
  • 作品:
  • 作品:Kleinlogel, S., Feldbauer, K., Dempski, R.等人。使用 Ca 2+ -可渗透通道视紫红质 CatCh 实现超光敏和快速神经元激活。Nat Neurosci 14 , 513–518 (2011)。https://doi.org/10.1038/nn.2776
  • Nagel, G.、Szellas, T.、Huhn, W.、Kateriya, S.、Adeishvili, N.、Berthold, P.、Ollig, D.、Hegemann, P. 和 Bamberg, E.：Channelrhodopsin-2，直接光门控阳离子选择性膜通道。美国国家科学院院刊，100(24)，13940-13945。(2003)。https://doi.org/10.1073/pnas.1936192100
  • Chaffiol, A., Caplette, R., Jaillard, C., Brazhnikova, E., Desrosiers, M., Dubus, E., Duhamel, L., Macé, E., Marre, O., Benoit, P., Hantraye, P.、Bemelmans, AP、Bamberg, E.、Duebel, J.、Sahel, JA、Picaud, S. 和 Dalkara, D.：一种新的启动子允许在猕猴视网膜中以增强的灵敏度恢复光遗传学视力。分子疗法，25 (11)，2546-2560。(2017)。https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2017.07.011
  • Macé, E., Caplette, R., Marre, O., Sengupta, A., Chaffiol, A., Barbe, P., Desrosiers, M., Bamberg, E., Sahel, JA, Picaud, S., Duebel , J., & Dalkara, D.：用玻璃体内注射的 AAV 将 channelrhodopsin-2 靶向双极细胞可恢复盲鼠的视觉反应。分子疗法，23 (1)，7-16。(2015)。https://doi.org/10.1038/mt.2014.154

技术:

RCPPRC物物理研究所的科学家开发了 ChR2 的突变体 L132C，它在高频蓝光刺激下显示出出色的尖峰可靠性和以 Ca 2+依赖性方式加速复极化。这种突变体，称为 CatCh，即钙转运Ch annelrhodopsin ，与野生型 ChR2 相比显示四倍的 Ca 2+渗透性和快速尖峰海马神经元的 70 倍光敏感性。CatCh 的优越性能源于增强的 Ca 2+渗透性。增加 [Ca 2+]i 提高内表面电位，促进电压门控 Na+ 通道激活，从而增加光敏性。Ca 2+依赖性大钾通道激活显着加速光刺激后的复极化。因此，由于增加的 Ca 2+通透性和随后对神经元兴奋的影响，CatCh 诱导神经元中的光敏感性增加，反应动力学大大加快。由于其最低的光需求，CatCh 尖峰可以在远离其光谱最大值 474 nm 的地方产生，例如使用绿光促进组织穿透。CatCh 表达水平在许多不同的细胞类型中都非常出色，并且已经在视力恢复的背景下应用于小鼠和猕猴。

CatCh 举例说明了一种新原理，通过该原理可以设计蓝光门控通道以增加神经元刺激的光敏感性。触发精确和快速动作电位同时需要低光强度激活的关键特性为基因治疗视觉恢复工作和其他生物学应用（例如细胞器中的 Ca 2+依赖性）铺平了道路。

联络人:高级专利和许可经理

马雷克·戈里茨 博士

研究生化学家

电话：089 / 29 9919-32

电子邮箱：goeritz@huaao.org

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EU +316107099569

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新型通道视紫红质的应用：分子工程、位点特异性视蛋白靶向、新变异体的发现和光遗传学设计的进展

2022年12月27日 No Comments

专利技术销售 创新专利 新型通道视紫红质的应用：分子工程、位点特异性视蛋白靶向、新变异体的发现和光遗传学设计的进展 Ernst Bamberg 教授及其同事开发的来自莱茵衣藻的阳离子通道通道视紫红质 2 (ChR2)及其在光诱导神经元调制中的应用为光遗传学领域铺平了道路。 随着时间的推移，光门控阳离子通道 channelrhodopsin-2 (ChR2) 已成为神经科学中不可或缺的工具。基于对 ChR2 的开创性工作，出现了新的变体，它们在光吸收光谱、动力学特性和电化学响应类型方面有所不同。如今，光敏视蛋白不仅在研究背景下而且在临床方法（包括神经网络，例如眼睛、耳朵、心脏、大脑）中被用于控制神经活动。 概述: 过程和方法（包括筛选）：生命科学（包括筛选） 医学：治疗学 研究试剂：其他 核酸、蛋白质、细胞相关技术：细胞（相关） 参考编号：RC0601-4259-MGP 专利信息: 优先权申请于 2010 年 9

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f-Chrimson 和 vf-Chrimson，红光激活通道视紫红质 Chrimson 的两种超快变体

2022年11月2日 No Comments

专利技术销售 创新专利 f-Chrimson 和 vf-Chrimson，红光激活通道视紫红质 Chrimson 的两种超快变体 Ernst Bamberg 教授及其同事从莱茵衣藻中开发出阳离子通道 channelrhodopsin-2 (ChR2) ，并将其应用于光诱导神经元调制，为光遗传学领域铺平了道路。 随着时间的推移，光门控阳离子通道 channelrhodopsin-2 (ChR2) 已成为神经科学中不可或缺的工具。基于对 ChR2 的开创性工作，出现了新的变体，它们在光吸收光谱、动力学特性和电化学响应类型方面有所不同。如今，光敏视蛋白不仅在研究背景下而且在临床方法（包括神经网络，例如眼睛、耳朵、心脏、大脑）中被用于控制神经活动。 概述: 过程和方法（包括筛选）：生命科学（包括筛选） 医学：治疗学 研究试剂：其他 核酸、蛋白质、细胞相关技术：细胞（相关） 专利信息:

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用于生物医学应用的合成细胞外囊泡的自下而上组装

2022年4月15日 No Comments

专利技术销售 创新专利 用于生物医学应用的合成细胞外囊泡的自下而上组装 天然细胞外囊泡 (EV) 是携带大量生物活性分子的脂质囊泡，包括可溶性和膜蛋白、核酸和代谢物。它们最近被认为是一种有前途的无细胞替代细胞移植或作为各种疾病的新型治疗工具。许多在体外和体内研究表明，来自不同细胞类型的 EV 对心血管疾病、免疫紊乱和皮肤再生等疾病具有有益作用。此外，正在研究将 EV 作为靶向药物输送的潜在工具。它们由大多数细胞类型分泌，通常从细胞培养基中分离出来。然而，由于这些制剂的高度异质性和批次间差异以及它们有限的可扩展性，它们的临床应用受到限制。自然 EV 隔离的程序通常是成本和时间密集型的，并且需要专门的设备，例如差速超速离心或切向流过滤。此外，电动汽车的组成无法精确操纵，它们的作用机制在很大程度上仍然难以捉摸， 技术: RCPRC的科学家开发了一种自下而上的方法，允许分两步组装合成电动汽车。首先，根据所需的脂质组成，通过脱水和再水化，由市售合成脂质形成小单层囊泡（直径约 100 nm）。通过调整脂质成分，可以设计具有不同电荷和机械特性的囊泡，并且可以包含荧光脂质。然后可以使用表面活性剂稳定的油包水乳液将这些小囊泡融合成直径约 500 nm 至几微米的较大囊泡。在此步骤中，亲水性分子，如可溶性药物、染料或核酸，可以被封装到囊泡的水腔中。在囊泡从周围的油相中释放出来后，它们的表面被重组蛋白或其细胞外结构域修饰。可使用不同的蛋白质结合策略，包括 His 标签结合 NTA(Ni2+ )-功能化脂质以及生物素-链霉亲和素或基于 NHS 化学的结合。原则上，也可以考虑将跨膜蛋白重组到囊泡中。这种方法使我们能够精确控制合成

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新型通道视紫红质的应用：分子工程、位点特异性视蛋白靶向、新变异体的发现和光遗传学设计的进展

2021年10月29日 No Comments

专利技术销售 创新专利 新型通道视紫红质的应用：分子工程、位点特异性视蛋白靶向、新变异体的发现和光遗传学设计的进展 Ernst Bamberg 教授及其同事开发的来自莱茵衣藻的阳离子通道通道视紫红质 2 (ChR2)及其在光诱导神经元调制中的应用为光遗传学领域铺平了道路。 随着时间的推移，光门控阳离子通道 channelrhodopsin-2 (ChR2) 已成为神经科学中不可或缺的工具。基于对 ChR2 的开创性工作，出现了新的变体，它们在光吸收光谱、动力学特性和电化学响应类型方面有所不同。如今，光敏视蛋白不仅在研究背景下而且在临床方法（包括神经网络，例如眼睛、耳朵、心脏、大脑）中被用于控制神经活动。 技术： 生物物理研究所的科学家开发了 ChR2 的突变体 L132C，它在高频蓝光刺激下显示出出色的尖峰可靠性和以 Ca 2+依赖性方式加速复极化。这种突变体，称为 CatCh，即钙转运Ch annelrhodopsin ，与野生型 ChR2

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GOLD gRNA – 通过超稳定的发夹技术，无论间隔序列组成如何，都可以进行稳健的基因组编辑

2021年10月20日 No Comments

专利技术销售 创新专利 GOLD gRNA – 通过超稳定的发夹技术，无论间隔序列组成如何，都可以进行稳健的基因组编辑 当存在原型间隔区相邻基序 (PAM) 时，Cas9 等 Cas 核酸酶可以在与其结合的引导 RNA (gRNA) 的 20-nt 间隔区序列互补的序列目标中引入 DNA 双链断裂。gRNA 可以作为包含 CRISPR RNA (crRNA) 和反式激活 crRNA

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基因组编辑技术 – 单一化合物或化合物混合物可显着改善同源定向修复 (HDR)

2021年10月20日 No Comments

专利技术销售 创新专利 基因组编辑技术 – 单一化合物或化合物混合物可显着改善同源定向修复 (HDR) 精确的基因组编辑需要同源定向修复 (HDR)，旨在引入新的双链 DNA 替代同源序列但部分缺陷序列。这种底物依赖性反应确实与双链断裂的直接非同源末端连接 (NHEJ) 竞争。NHEJ 容易出错，因此主要用于基因失活。 NHEJ的速率直接限制了HDR的速率。出于这个原因，体外 HDR 确实仅在非常低的水平上发生，并且成功编辑细胞的频率仍然非常低。 为了打破这两种反应之间的平衡，可以尝试通过抑制 NHEJ 来增加 HDR。 技术: 进化人类学研究所的科学家们开发 了两种方法，通过阻断 NHEJ 来大幅提高

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