Fluorescent Indicators for Imaging Synaptic Zinc in Cortical Sound Processing
用于皮质声音处理中突触锌成像的荧光指示剂
基本信息
- 批准号:10599603
- 负责人:
- 金额:$ 68.42万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-30 至 2026-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffinityAlzheimer&aposs DiseaseAnimalsAuditory areaBrainCellsChelating AgentsColorCytosolDevelopmentDirected Molecular EvolutionEngineeringEpilepsyFrequenciesGenerationsGenesHearing problemImageImaging DeviceImaging technologyIn VitroIschemiaKnockout MiceLinkLocationMembraneMental DepressionMusNeurobiologyNeuromodulatorNeuronsNeurotransmittersOrangesOrganellesOutcomePropertyProteinsResearch PersonnelRoleSLC30A3 geneSensoryShapesSignal TransductionSpecificityStimulusStrokeSynapsesTestingTimeTransgenic MiceVariantVesicleViral VectorZincauditory processingawakebasecell typeextracellularfluorescence imagingimaging capabilitiesimprovedin vivoinformation processinginnovationknockout genenervous system disorderneurotransmissionnew technologynovelpresynapticprotein transportpublic health relevanceresponsesensory cortexsensory stimulussoundsound frequencyspatiotemporalsynergismtraffickingtwo-photon
项目摘要
Abstract
Although the importance of synaptic Zn2+, as an emerging neuromodulator throughout the brain, has been widely
appreciated, the dynamics of synaptic Zn2+ release in response to naturally occurring stimuli remains largely
elusive. Genetically encoded Zn2+ indicators (GEZIs) derived from fluorescent proteins are popular tools for
imaging Zn2+ in the cytosol and intracellular organelles. However, fluorescence imaging of Zn2+ secretion in the
brain in live animals has not yet been achieved due to the limitations of current GEZIs (e.g., insufficient
extracellular membrane localization, mismatching affinity, and/or inadequate dynamic range and photostability).
This interdisciplinary multi-PI 4-year R01 project, led by Dr. Huiwang Ai with expertise in genetically encoded
indicators and fluorescence imaging and Dr. Thanos Tzounopoulos with expertise in studying the role of Zn2+ in
auditory processing, aims to (1) develop a new generation of GEZIs to address the hurdles for imaging secreted
Zn2+ in the brain in vivo, and (2) integrate the new GEZIs with our innovative ZnT3 cKO mice, which, for the first
time, allow for Cre-dependent expression of exogenous genes in ZnT3-expressing neurons and Dre-dependent
region- and cell type-specific conditional ZnT3 gene knockout, to identify the cell- and circuit-specificity of Zn2+
dynamics that shape cortical sound processing.
The project will lead to a novel capability of imaging synaptically released Zn2+ in the brain in awake behaving
animals. Our innovative strategy to optimize the exoplasmic location of GEZIs may be generalized to enhance
other genetically encoded indicators. Furthermore, because synaptic Zn2+ is a potent modulator throughout the
cortex, our findings on Zn2+ dynamics in the primary auditory cortex (A1) during sound processing will improve
the understanding of the roles of synaptic Zn2+ in cortical information processing beyond sensory cortices. We
expect our studies to catalyze an extensive array of studies on Zn2+-related neurobiology and neurological
diseases.
抽象的
尽管突触 Zn2+ 作为整个大脑中新兴的神经调节剂的重要性已被广泛认识到。
众所周知,响应自然发生的刺激的突触 Zn2+ 释放动态在很大程度上仍然存在
难以捉摸。源自荧光蛋白的基因编码 Zn2+ 指示剂 (GEZI) 是流行的工具
对细胞质和细胞内细胞器中的 Zn2+ 进行成像。然而,Zn2+分泌的荧光成像
由于当前 GEZIs 的局限性(例如,不足),活体动物大脑尚未实现
细胞外膜定位、亲和力不匹配和/或动态范围和光稳定性不足)。
这个跨学科、多 PI 为期 4 年的 R01 项目,由具有基因编码专业知识的艾辉旺博士领导
指标和荧光成像以及 Thanos Tzounopoulos 博士在研究 Zn2+ 在
听觉处理,旨在 (1) 开发新一代 GEZI 以解决分泌成像的障碍
体内大脑中的 Zn2+,以及 (2) 将新的 GEZIs 与我们创新的 ZnT3 cKO 小鼠相结合,这是第一个
时间,允许表达 ZnT3 的神经元中外源基因的 Cre 依赖性表达和 Dre 依赖性
区域和细胞类型特异性条件 ZnT3 基因敲除,以确定 Zn2+ 的细胞和电路特异性
塑造皮质声音处理的动力学。
该项目将带来一种新的能力,可以对清醒时大脑中突触释放的 Zn2+ 进行成像
动物。我们优化 GEZIs 外质位置的创新策略可以推广到增强
其他基因编码指标。此外,由于突触 Zn2+ 是整个过程中的有效调节剂
皮层,我们对声音处理过程中初级听觉皮层 (A1) 中 Zn2+ 动态的研究结果将会改善
了解突触 Zn2+ 在感觉皮层以外的皮层信息处理中的作用。我们
期望我们的研究能够促进 Zn2+ 相关神经生物学和神经病学的广泛研究
疾病。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Huiwang Ai其他文献
Huiwang Ai的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Huiwang Ai', 18)}}的其他基金
Fluorescent Indicators for Imaging Synaptic Zinc in Cortical Sound Processing
用于皮质声音处理中突触锌成像的荧光指示剂
- 批准号:
10709627 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
An Integrated Fluorescent Biosensor, Imaging, and Analysis Toolkit for Islet Biologics
用于胰岛生物制品的集成荧光生物传感器、成像和分析工具包
- 批准号:
10613923 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
An Integrated Fluorescent Biosensor, Imaging, and Analysis Toolkit for Islet Biologics
用于胰岛生物制品的集成荧光生物传感器、成像和分析工具包
- 批准号:
10200034 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
An Integrated Fluorescent Biosensor, Imaging, and Analysis Toolkit for Islet Biologics
用于胰岛生物制品的集成荧光生物传感器、成像和分析工具包
- 批准号:
10379407 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Red and Far-Red Fluorescent Biosensors for Compartmentalized Redox Signaling
用于分隔氧化还原信号传导的红色和远红荧光生物传感器
- 批准号:
10222722 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
BapaFPs: Genetically encoded fluorescent indicators to image live-cell nucleotide sugars
BapaFP:基因编码的荧光指示剂,用于对活细胞核苷酸糖进行成像
- 批准号:
9750256 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Red and Far-Red Fluorescent Biosensors for Compartmentalized Redox Signaling
用于分隔氧化还原信号传导的红色和远红荧光生物传感器
- 批准号:
9975915 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Lentiviral Systems for Controlled Mammalian Expression of Unnatural Fluorescent Protein Probes
用于非天然荧光蛋白探针的受控哺乳动物表达的慢病毒系统
- 批准号:
8873037 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
相似国自然基金
抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
- 批准号:32370941
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
- 批准号:32360190
- 批准年份:2023
- 资助金额:34 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
面向免疫疗法标志物识别的基于多特征融合的肽与MHC亲和力预测研究
- 批准号:62302277
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
- 批准号:82304698
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
面向多场景应用的药物-靶标结合亲和力预测研究
- 批准号:62371403
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Designing novel therapeutics for Alzheimer’s disease using structural studies of tau
利用 tau 蛋白结构研究设计治疗阿尔茨海默病的新疗法
- 批准号:
10678341 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Developing an integrated pipeline for routine generation of orthogonal GPCR-targeting nanobodies
开发用于常规生成正交 GPCR 靶向纳米抗体的集成管道
- 批准号:
10603669 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Immunomodulatory ligand B7-1 targets p75 neurotrophin receptor in neurodegeneration
免疫调节配体 B7-1 在神经变性中靶向 p75 神经营养蛋白受体
- 批准号:
10660332 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别:
Diagnostic aptamer reagents to develop multi-analyte blood test for pre-clinical, mild and moderate Alzheimer's disease
诊断适体试剂用于开发针对临床前、轻度和中度阿尔茨海默病的多分析物血液检测
- 批准号:
10597840 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 68.42万 - 项目类别: