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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kang,&#x20;Bok&#x20;Eum</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Eun&#x20;Ha</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Baker,&#x20;Bradley&#x20;J.</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">ArcLight&#x20;is&#x20;a&#x20;genetically&#x20;encoded&#x20;fluorescent&#x20;voltage&#x20;sensor&#x20;using&#x20;the&#x20;voltage-sensing&#x20;domain&#x20;of&#x20;the&#x20;voltage-sensing&#x20;phosphatase&#x20;from&#x20;Ciona&#x20;intestinalis&#x20;that&#x20;gives&#x20;a&#x20;large&#x20;but&#x20;slow-responding&#x20;optical&#x20;signal&#x20;in&#x20;response&#x20;to&#x20;changes&#x20;in&#x20;membrane&#x20;potential&#x20;(Jin&#x20;et&#x20;al.,&#x20;2012).&#x20;Fluorescent&#x20;voltage&#x20;sensors&#x20;using&#x20;the&#x20;voltage-sensing&#x20;domain&#x20;from&#x20;other&#x20;species&#x20;give&#x20;faster&#x20;yet&#x20;weaker&#x20;optical&#x20;signals&#x20;(Baker&#x20;et&#x20;al.,&#x20;2012;&#x20;Han&#x20;et&#x20;al.,&#x20;2013).&#x20;Sequence&#x20;alignment&#x20;of&#x20;voltage-sensing&#x20;phosphatases&#x20;from&#x20;different&#x20;species&#x20;revealed&#x20;conserved&#x20;polar&#x20;and&#x20;charged&#x20;residues&#x20;at&#x20;7&#x20;aa&#x20;intervals&#x20;in&#x20;the&#x20;S1-S3&#x20;transmembrane&#x20;segments&#x20;of&#x20;the&#x20;voltage-sensing&#x20;domain,&#x20;suggesting&#x20;potential&#x20;coil-coil&#x20;interactions.&#x20;The&#x20;contribution&#x20;of&#x20;these&#x20;residues&#x20;to&#x20;the&#x20;voltage-induced&#x20;optical&#x20;signal&#x20;was&#x20;tested&#x20;using&#x20;a&#x20;cassette&#x20;mutagenesis&#x20;screen&#x20;by&#x20;flanking&#x20;each&#x20;transmembrane&#x20;segment&#x20;with&#x20;unique&#x20;restriction&#x20;sites&#x20;to&#x20;allow&#x20;for&#x20;the&#x20;testing&#x20;of&#x20;individual&#x20;mutations&#x20;in&#x20;each&#x20;transmembrane&#x20;segment,&#x20;as&#x20;well&#x20;as&#x20;combinations&#x20;in&#x20;all&#x20;four&#x20;transmembrane&#x20;segments.&#x20;Addition&#x20;of&#x20;a&#x20;counter&#x20;charge&#x20;in&#x20;S2&#x20;improved&#x20;the&#x20;kinetics&#x20;of&#x20;the&#x20;optical&#x20;response.&#x20;A&#x20;double&#x20;mutation&#x20;in&#x20;the&#x20;S4&#x20;domain&#x20;dramatically&#x20;reduced&#x20;the&#x20;slow&#x20;component&#x20;of&#x20;the&#x20;optical&#x20;signal&#x20;seen&#x20;in&#x20;ArcLight.&#x20;Combining&#x20;that&#x20;double&#x20;S4&#x20;mutant&#x20;with&#x20;the&#x20;mutation&#x20;in&#x20;the&#x20;S2&#x20;domain&#x20;yielded&#x20;a&#x20;probe&#x20;with&#x20;kinetics&#x20;&lt;&#x20;10&#x20;ms.&#x20;Optimization&#x20;of&#x20;the&#x20;linker&#x20;sequence&#x20;between&#x20;S4&#x20;and&#x20;the&#x20;fluorescent&#x20;protein&#x20;resulted&#x20;in&#x20;a&#x20;new&#x20;ArcLight-derived&#x20;probe,&#x20;Bongwoori,&#x20;capable&#x20;of&#x20;resolving&#x20;action&#x20;potentials&#x20;in&#x20;a&#x20;hippocampal&#x20;neuron&#x20;firing&#x20;at&#x20;60&#x20;Hz.&#x20;Additional&#x20;manipulation&#x20;of&#x20;the&#x20;voltage-sensing&#x20;domain&#x20;could&#x20;potentially&#x20;lead&#x20;to&#x20;fluorescent&#x20;sensors&#x20;capable&#x20;of&#x20;optically&#x20;resolving&#x20;neuronal&#x20;inhibition&#x20;and&#x20;subthreshold&#x20;synaptic&#x20;activity.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">SOC&#x20;NEUROSCIENCE</dcvalue>
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<dcvalue element="title" qualifier="none">Combinatorial&#x20;Mutagenesis&#x20;of&#x20;the&#x20;Voltage-Sensing&#x20;Domain&#x20;Enables&#x20;the&#x20;Optical&#x20;Resolution&#x20;of&#x20;Action&#x20;Potentials&#x20;Firing&#x20;at&#x20;60&#x20;Hz&#x20;by&#x20;a&#x20;Genetically&#x20;Encoded&#x20;Fluorescent&#x20;Sensor&#x20;of&#x20;Membrane&#x20;Potential</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1523&#x2F;JNEUROSCI.3008-14.2015</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">JOURNAL&#x20;OF&#x20;NEUROSCIENCE,&#x20;v.35,&#x20;no.1,&#x20;pp.372&#x20;-&#x20;385</dcvalue>
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