化学遗传学是指对一些生物大分子实行改造，使其能和先前无法识别的小分子进行相互作用的过程。化学遗传学和分子遗传学一样，均是遗传学的一个分支，由于其可控的、可逆的（可以随时加入或除去化合物，从而启动或中断特定的反应）特性，已经在信号转导、药物开发、功能基因组学等方面的研究中得到了广泛的应用。

基本原理

基于GPCRs改造的化学遗传学平台有多种，如基因编码受体的等位基因特异激活（allele-specific activation of genetically encoded receptors）、只能被合成配体激活的受体（receptors activated solely by synthetic ligands, RASSLs）、基因工程改造的受体（engineered receptors）和只由特定药物激活的受体（designer receptors exclusively activated by designer drugs，DREADDs）。其中，DREADDs已成为应用最广泛的化学遗传学技术，现在有很多由叠氮平-N-氧化物（clozapine-N-oxide，CNO）激活的DREADDs，他们会选择性地作用于不同的GPCR级联反应，包括激活Gq、Gi、Gs、Golf和β-arrestin，其中应用最广泛的是Gq-DREADD和Gi-DREADD。一般来说，如果是想激活神经元，则选择hM3Dq，如果是想抑制神经元的活性，则选择hM4Di。

优势

化学遗传的优势

化学遗传常用病毒工具

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如何使用化学遗传病毒工具进行研究

如何使用工具病毒进行化学遗传研究，以DREADDs为例

1. 选择合适的DREADDs受体：一般来说，激活神经元选择hM3Dq，抑制神经元选择hM4Di
2. 通过病毒体内注射的方式将将遗传信息传递给靶细胞
3. CNO给药并通过控制CNO的给药时间，控制神经元活动
4. 受体有效性验证：采用电极记录神经元细胞膜内外电压变化进行DREADDs受体有效性验证
5. 动物表型检测：通过实验确认激活或抑制神经元活动给实验动物带来的影响