通道視紫質與工程化視蛋白工具箱

通道視紫質是源自藻類的光閘離子通道，於神經元中表現後，受光照即開啟並在毫秒尺度上使細胞去極化，是光遺傳學最核心的致動元件。當前研究前沿已不在 ChR2 本身，而在依特定光物理性質篩選出的龐大工程化工具箱：具快速關閉動力學、可實現高頻且時序精確放電者（Chronos、ChroME）；具高單通道電導、適合雙光子單細胞驅動者；階梯函數／雙穩態視蛋白（SFO、SSFO），可用兩種不同波長分別鎖定開與關；以及用於光學抑制的抑制型效應器（鹵視紫質、古菌視紫質、陰離子通道視紫質）。

此層次真正關鍵的設計參數包括通道的開／關時間常數、光電流幅度（決定達到放電閾值所需的通道數量、亦即所需光劑量）、持續光照下的去敏化程度，以及離子選擇性。慢速視蛋白會模糊放電時序；弱光電流者須施以會造成傷害的光劑量；漏電者則難以維持關閉。為實驗選對視蛋白，是任何光學寫入系統的第一項設計抉擇。