Principaux outils optogénétiques pour le contrôle de l’activité neuronale. A. Les outils photochimiques comprennent un élément codé génétiquement (le récepteur, en gris) ainsi qu’un ligand organique exogène (rouge) en solution (gauche) ou attaché de manière covalente à son récepteur (droite). La lumière est utilisée soit pour « décager » le ligand par photolyse (gauche), soit pour le présenter de manière réversible à sa poche de liaison par isomérisation (droite). B.  Les rhodopsines animales sont aujourd’hui surtout utilisées pour photoactiver des voies de signalisation intracellulaires spécifiques à l’aide de protéines chimères. Les protéines « Opto-XR » en particulier ciblent des seconds messagers intracellulaires différents selon le récepteur métabotropique auquel elles empruntent des domaines cytoplasmiques. C.  Les opsines microbiennes sont de loin les outils de contrôle les plus utilisés. Les channelrhodopsines permettent de dépolariser des neurones rapidement en faisant circuler des cations à travers la membrane en présence de lumière bleue. Les pompes activées par la lumière vert-jaune (halorhodopsine et archéorhodopsines) permettent de générer des flux d’ions hyperpolarisants.