신경 회로의 인과적 영향을 검증하는 것은 회로-행동 간의 직접적인 관계를 입증하는 데 필수적이다. 그러나 높은 시공간 정밀도로 ‘활성 뉴런’만을 표지하는 기술은 아직 초기 단계에 머물러 있다. 여기서 우리는 행동전위에 의해 유발된 체세포(somatic) 칼슘 상승을 유전자 발현으로 선택적으로 전환하는 체세포 표적 Cal-Light(ST-Cal-Light)를 개발하였다. 이러한 변형은 표지자(reporter) 유전자 발현의 신호-대-잡음비를 동시에 증가시키는 한편, 성공적인 표지에 필요한 빛의 요구량을 감소시킨다. 효능이 향상됨에 따라 ST-Cal-Light는 맥락 의존적 공포 조건화, 레버-누름 선택 행동, 사회적 상호작용 행동을 포함한 다양한 형태의 행동에서 기능적으로 관여하는 뉴런의 표지를 가능하게 한다. 또한 우리는 해마에서 kainic acid 민감성 뉴런 집단을 표적으로 하여, 이후 발작 증상을 억제함으로써 ST-Cal-Light가 질병 관련 뉴런을 조절하는 데 적용될 수 있음을 시사한다. 더 나아가, 조건부 ST-Cal-Light knock-in 마우스의 생성은 다른 Cre-driver 계통과의 교배를 통해 특정 뇌 영역 또는 세포 유형에 특이적으로 활성 뉴런을 표지할 수 있는 기회를 제공한다. 따라서 다재다능한 ST-Cal-Light 시스템은 체세포 행동전위를 높은 시간 정밀도로 행동과 연결하며, 궁극적으로 단일 세포 해상도에서의 기능적 회로 분해를 가능하게 한다.

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