"Соногенетический" контроль клеток млекопитающих с помощью ультразвуковой стимуляции

Ультразвук использовался для неинвазивного манипулирования функциями нейронов у людей и других животных. Однако этот подход ограничен, так как трудно нацелить его на конкретные клетки мозга или тела.

Здесь мы определили человеческий переходный рецепторный потенциал A1 (hsTRPA1) в качестве кандидата, который обеспечивает чувствительность клеток млекопитающих к ультразвуку. Вызванный ультразвуком гейтинг hsTRPA1 специфически требует его N-концевой области кончика и взаимодействия с холестерином; и клетки-мишени с неповрежденным актиновым цитоскелетом, раскрывающие элементы соногенетического механизма.

Далее, с помощью кальциевой визуализации и электрофизиологии мы показали, что hsTRPA1 потенцирует вызванные ультразвуком ответы в первичных нейронах. Более того, односторонняя экспрессия hsTRPA1 в нейронах моторной коры слоя V мыши приводит к экспрессии c-fos и реакции контралатеральной конечности в ответ на ультразвук, подаваемый через неповрежденный череп.

В целом, мы демонстрируем, что соногенетика на основе hsTRPA1 может эффективно манипулировать нейронами в интактном мозге млекопитающих, и этот метод может быть использован в разных видах.