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Engineering a Light-Regulated GABA(A) Receptor for Optical Control of Neural Inhibition

Authors :
Caleb M. Smith
James J. Chambers
Richard H. Kramer
Alexandre Mourot
Kathryne A. Medeiros
Christopher M. Davenport
Devaiah Vytla
Wan-Chen Lin
Neurophysiologie et comportements = Neurophysiology and Behavior (NPS-06)
Neuroscience Paris Seine (NPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
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National Institute of Health [R01 EY018957, P30 EY003176, PN2 EY018241]
University of Massachusetts, Amherst
Neurosciences Paris Seine (NPS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
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Source :
ACS Chemical Biology, ACS Chemical Biology, American Chemical Society, 2014, 9 (7), pp.1414-1419. ⟨10.1021/cb500167u⟩, ACS Chemical Biology, 2014, 9 (7), pp.1414-1419. ⟨10.1021/cb500167u⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

International audience; Optogenetics has become an emerging technique for neuroscience investigations owing to the great spatiotemporal precision and the target selectivity it provides. Here we extend the optogenetic strategy to GABA(A) receptors (GABA(A)Rs), the major mediators of inhibitory neurotransmission in the brain. We generated a light-regulated GABA(A) receptor (LiGABAR) by conjugating a photoswitchable tethered ligand (PTL) onto a mutant receptor containing the cysteine-substituted alpha 1-subunit. The installed PTL can be advanced to or retracted from the GABA-binding pocket with 500 and 380 rim light, respectively, resulting in photoswitchable receptor antagonism. In hippocampal neurons, this LiGABAR enabled a robust photoregulation of inhibitory postsynaptic currents. Moreover, it allowed reversible photocontrol over neuron excitation in response to presynaptic stimulation. LiGABAR thus provides a powerful means for functional and mechanistic investigations of GABA(A)R-mediated neural inhibition.

Details

Language :
English
ISSN :
15548929 and 15548937
Database :
OpenAIRE
Journal :
ACS Chemical Biology, ACS Chemical Biology, American Chemical Society, 2014, 9 (7), pp.1414-1419. ⟨10.1021/cb500167u⟩, ACS Chemical Biology, 2014, 9 (7), pp.1414-1419. ⟨10.1021/cb500167u⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....083d606ca9fa0be71514e3bb96928fa6
Full Text :
https://doi.org/10.1021/cb500167u⟩