Sensor de actividad de la A-quinasa altamente sensible para obtener imágenes de eventos neuromoduladores en ratones despiertos

La neuromodulación impone un control poderoso sobre la función cerebral, y la proteína quinasa dependiente de cAMP (PKA) es un mediador descendente central de múltiples neuromoduladores. Aunque se han desarrollado sensores de PKA genéticamente codificados, no se ha establecido la formación de imágenes de células individuales de la actividad de PKA en ratones vivos. Aquí, utilizamos la microscopía de imagen de por vida de fluorescencia de dos fotones (2pFLIM) para visualizar sensores de PKA genéticamente codificados en respuesta a los neuromoduladores norepinefrina y dopamina. Detectamos sensores PKA disponibles para 2pFLIM y desarrollamos una variante (denominada tAKARα) con mayor sensibilidad y un rango dinámico ampliado. Este sensor permitió la detección de la activación de PKA por norepinefrina a concentraciones y cinéticas fisiológicamente relevantes, y por dopamina liberada optogenéticamente. In vivo longitudinal 2pFLIM de imágenes de tAKAR α seguido actividades PKA bidireccionales en neuronas individuales en ratones despiertos y revelaron eventos neuromoduladores PKA que se asociaron con vigilia, manipulación farmacológica y locomoción. Este nuevo sensor combinado con 2pFLIM permitirá la interrogación de la señalización PKA inducida por neuromodulación en animales despiertos.

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