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Light at the end of the channel: Optical manipulation of intrinsic neuronal excitability with chemical photoswitches

Authors :
Richard H. Kramer
Ivan Tochitsky
Alexandre Mourot
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)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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 National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-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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US National Institutes of Health [MH088484, PN2 EY018241]
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
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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Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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 National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Frontiers in Molecular Neuroscience, Vol 6 (2013), Frontiers in Molecular Neuroscience, Frontiers in Molecular Neuroscience, 2013, 6, pp.UNSP 5. ⟨10.3389/fnmol.2013.00005⟩, Frontiers in Molecular Neuroscience, Frontiers Media, 2013, 6, pp.UNSP 5. ⟨10.3389/fnmol.2013.00005⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
Frontiers Media S.A., 2013.

Abstract

International audience; Ion channels are transmembrane proteins that control the movement of ions across the cell membrane. They are the molecular machines that make neurons excitable by enabling the initiation and propagation of action potentials (APs). Rapid signaling within and between neurons requires complex molecular processes that couple the sensing of membrane voltage or neurotransmitter release to the fast opening and closing of the ion channel gate. Malfunction of an on channel's sensing or gating module can have disastrous pathological consequences. However, linking molecular changes to the modulation of neural circuits and ultimately to a physiological or pathological state is not a straightforward task. It requires precise and sophisticated methods of controlling the function of ion channels in their native environment. To address this issue we have developed new photochemical tools that enable the remote control of neuronal ion channels with light. Due to its optical nature, our approach permits the manipulation of the nervous system with high spatial, temporal and molecular precision that will help us understand the link between ion channel function and physiology. In addition, this strategy may also be used in the clinic for the direct treatment of some neuronal disorders.

Details

Language :
English
ISSN :
16625099
Volume :
6
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers in Molecular Neuroscience
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a03e65310305d7d6d008e34889778dc0
Full Text :
https://doi.org/10.3389/fnmol.2013.00005/full