JP2017511129A

JP2017511129A - 遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質及びその使用方法

Info

Publication number: JP2017511129A
Application number: JP2016559160A
Authority: JP
Inventors: カールエイ．ダイセロス; スーユァンリー; チャルラマクリシュナン; アンドレバーント
Original assignee: Leland Stanford Junior University
Current assignee: Leland Stanford Junior University
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2017-04-20
Also published as: WO2015148974A2; US20180344851A1; EP3122761A4; CA2943367A1; ES2725951T3; CN106459138A; WO2015148974A3; US10478499B2; EP3122761A2; EP3581580A1; EP3122761B1; AU2015237265A1; US20200030446A1; US10052383B2; US20170095556A1

Abstract

本開示の態様には、標的細胞における活動電位の光遺伝学的調節のための組成物、装置、システム、及び方法が含まれる。主題の装置は、光生成装置、制御装置、及び光応答性ポリペプチドまたは該光応答性ポリペプチドをコードする核酸を標的細胞に送達するための送達装置を含む。主題の組成物及びシステムは、光活性化ポリペプチド、これらのポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸に加えて、標的細胞におけるこれらのポリペプチドの発現を促進する発現システムを含む。主題の装置及びシステムを使用して、標的細胞における活動電位を光遺伝学的に操作する（例えば、ヒトまたは動物対象における神経または精神の状態を治療する）方法も提供される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年３月２８日出願の米国特許仮出願番号第６１／９７２，１８２号の出願日の優先権の利益を主張するものであり、この開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

テキストファイルとして提供された配列表の参照による組み込み
配列表は、２０１５年３月２７日に作成され、４４９ＫＢのサイズを有する、テキストファイル「ＳＴＡＮ−１１１５ＷＯＳｅｑＬｉｓｔ＿ＳＴ２５．ｔｘｔ」として本明細書に提供される。テキストファイルの内容は、参照によりそれら全体が本明細書に援用される。

導入
光遺伝学は、機能している無傷の生体系とペースを保つために必要とされる時間精度（ミリ秒の時間尺度）で、標的細胞における特異的事象を制御するために使用される、遺伝学的方法と光学的方法の組み合わせを指す。光遺伝学は、標的細胞の原形質膜の中へ、迅速な光応答性のイオンチャンネルまたはポンプタンパク質を導入して、特異的標的化メカニズム（組織特異的プロモーターなど）の使用を介して細胞タイプの解像度を維持しながら、膜電位の時間的に正確な操作を可能にすることを含む。

光を用いて標的細胞内の電気的活動を沈黙させることは、光遺伝学の主な目標である。イオンを直接移動させてサイレンシングを達成する利用可能な光遺伝学的タンパク質は、非効率であることが多く、光子当たり多くのイオンがイオンチャネル細孔を通り抜けることができるのではなく、細胞膜を通じて光子当たり１個のイオンしか送り出さない。

当該技術分野において、光応答性イオンチャネルの改善が必要とされている。

概要
本開示の態様には、標的細胞における活動電位の光遺伝学的調節のための組成物、装置、システム、及び方法が含まれる。主題の装置は、光生成装置、制御装置、及び光応答性ポリペプチドまたは該光応答性ポリペプチドをコードする核酸を標的細胞に送達するための送達装置を含む。主題の組成物及びシステムは、光活性化ポリペプチド、これらのポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸に加えて、標的細胞におけるこれらのポリペプチドの発現を促進する発現システムを含む。主題の装置及びシステムを使用して、標的細胞における活動電位を光遺伝学的に操作する（例えば、ヒトまたは動物対象における神経または精神の状態を治療する）方法も提供される。

本開示は、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドを提供する。本開示は、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。本開示は、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む組換え発現ベクターを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、光活性化塩化物アニオンチャネルとして機能する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含み；場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換され；場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更され；場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含み；場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換され；場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更され；場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含み；場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更され；場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。

本開示は、ａ）上述または本明細書の他の箇所に記載されるように、光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸と；ｂ）薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物を提供する。本開示は、ａ）上述または本明細書の他の箇所に記載されるように、光活性化ポリペプチドと；ｂ）薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物を提供する。

本開示は、上述または本明細書の他の箇所に記載されるように、光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む細胞を提供する。本開示は、上述または本明細書の他の箇所に記載されるように、光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む組換え発現ベクターを含む細胞を提供する。

本開示は、細胞の膜電位を調節するためのシステムであって、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチドをコードする核酸と；標的位置を光で照射するように構成された装置とを含む該システムを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、光活性化塩化物イオンチャネルとして機能する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、装置は、標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を約４５０〜最大約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光で常時照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光パルスで照射するように構成されている。場合によっては、装置は、光の波長及び／または強度を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、ユーザー入力に応答して標的位置を照射するように構成されている。場合によっては、ユーザー入力は、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または標的位置を含む。場合によっては、装置は、対象に埋め込まれるようになっている。場合によっては、標的位置は、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、中枢神経系（ＣＮＳ）組織、末梢神経系（ＰＮＳ）組織、または解剖学的領域である。

本開示は、光に応答した細胞の膜電位の調節方法であって、細胞を活性化波長の光に曝露することを含み、該細胞は、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾され、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能する方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。

本開示は、対象の状態の治療方法であって、該対象の標的細胞を、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で遺伝学的に修飾することと、ここで、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能し；該標的細胞を活性化波長の光に曝露して、該状態の前記対象を治療することを含む、方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、標的細胞は、神経細胞である。

本開示は、神経細胞またはその一部における活動電位の形成の阻害方法であって、該神経細胞を配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で遺伝学的に修飾することと、ここで、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能し；該神経細胞の少なくとも一部を活性化波長の光に曝露して、該神経細胞またはその一部における活動電位の形成を阻害することを含む、方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。

本開示は、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチドをコードする核酸を含むキットを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、キットは、標的位置を光で照射するように構成された装置をさらに含む。場合によっては、装置は、標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を約４５０〜約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光で常時照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光パルスで照射するように構成されている。場合によっては、装置は、光の波長及び／または強度を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、ユーザー入力に応答して標的位置を照射するように構成されている。場合によっては、ユーザー入力は、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または光で照射される標的位置を含む。場合によっては、装置は、対象に埋め込まれるようになっている。場合によっては、標的位置は、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、ＣＮＳ組織、ＰＮＳ組織、または解剖学的領域である。

本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドを提供する。本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む組換え発現ベクターを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、光活性化塩化物アニオンチャネルとして機能する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。

本開示は、ａ）配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸と；ｂ）薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物を提供する。

本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む細胞を提供する。本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含む光活性化ポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該光活性化ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む組換え発現ベクターを含む細胞を提供する。

本開示は、細胞の膜電位を調節するためのシステムであって、ａ）配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸と；ｂ）標的位置を光で照射するように構成された装置とを含む、システムを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、光活性化塩化物イオンチャネルとして機能する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、装置は、標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を約４５０〜約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光で常時照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光パルスで照射するように構成されている。場合によっては、装置は、光の波長及び／または強度を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、ユーザー入力に応答して標的位置を照射するように構成されている。場合によっては、ユーザー入力は、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または標的位置を含む。場合によっては、装置は、対象に埋め込まれるようになっている。場合によっては、標的位置は、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、ＣＮＳ組織、ＰＮＳ組織、または解剖学的領域である。

本開示は、光に応答した細胞の膜電位の調節方法であって、細胞を活性化波長の光に曝露すること、ここで、該細胞は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で遺伝学的に修飾され、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能する、を含む、方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。

本開示は、対象の状態の治療方法であって、ａ）該対象の標的細胞を、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で遺伝学的に修飾することと、ここで、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能し；ｂ）該標的細胞を活性化波長の光に曝露して、該状態の該対象を治療することを含む、方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、標的細胞は、神経細胞である。

本開示は、神経細胞またはその一部における活動電位の形成の阻害方法であって、ａ）該神経細胞を、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で遺伝学的に修飾することと、ここで、該ポリペプチドは、光活性化アニオンチャネルとして機能し；ｂ）該神経細胞の少なくとも一部を活性化波長の光に曝露して、該神経細胞またはその一部における活動電位の形成を阻害することを含む、方法を提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。

本開示は、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるポリペプチドであって、光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチドをコードする核酸を含むキットを提供する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６７位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９５位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基は、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される。場合によっては、１６８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１９６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を含む。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、または少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を含み、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。場合によっては、１２８位のシステイン残基は、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される。場合によっては、１５６位のアスパラギン酸残基は、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される。場合によっては、ポリペプチドは、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する。場合によっては、キットは、標的位置を光で照射するように構成された装置をさらに含む。場合によっては、装置は、標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を約４５０〜約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光で常時照射するように構成されている。場合によっては、装置は、標的位置を光パルスで照射するように構成されている。場合によっては、装置は、光の波長及び／または強度を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている。場合によっては、装置は、ユーザー入力に応答して標的位置を照射するように構成されている。場合によっては、ユーザー入力は、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または光で照射される標的位置を含む。場合によっては、装置は、対象に埋め込まれるようになっている。場合によっては、標的位置は、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、ＣＮＳ組織、ＰＮＳ組織、または解剖学的領域である。

図１のパネルＡ〜Ｅは、Ｖ_ｒｅｖシフトＣｈＲの合理的設計及びスクリーニングの詳細を示す。（パネルＡ）スクリーニングのために用いた残基を有するＣ１Ｃ２結晶構造。（パネルＢ）−８０ｍＶの光電流サイズのニューロンでスクリーニングされたＣ１Ｃ２変異（ｎ＝６〜８）。矢印：Ｃ１Ｃ２＿５ｘ（Ｔ９８Ｓ／Ｅ１２９Ｓ／Ｅ１４０Ｓ／Ｅ１６２Ｓ／Ｔ２８５Ｎ）及びＣ１Ｃ２＿４ｘ（Ｖ１５６Ｋ／Ｈ１７３Ｒ／Ｖ２８１Ｋ／Ｎ２９７Ｑ）構築物に対して選択された９つの変異。（パネルＣ）Ｃ１Ｃ２単一変異構築物のＶ_ｒｅｖ（ｎ＝６〜８）。（パネルＤ）Ｃ１Ｃ２、Ｃ１Ｃ２＿４ｘ及びＣ１Ｃ２＿５ｘの光電流サイズの比較。（パネルＥ）Ｃ１Ｃ２、Ｃ１Ｃ２＿４ｘ及びＣ１Ｃ２＿５ｘ（ｎ＝８−１０）のＶ_ｒｅｖの比較。エラーバー：ｓ．ｅ．ｍ．詳細は上記の通りである。図２のパネルＡ〜Ｊは、ｉＣ１Ｃ２の生物物理学的性質を示す。（パネルＡ）Ｃ１Ｃ２＿４ｘ及びＣ１Ｃ２＿５ｘで変異した９つの残基を有するＣ１Ｃ２構造。（パネルＢ）代表的な光電流と（パネルＣ）４７５ｎｍの光活性化（電力密度：５ｍＷ／ｍｍ^２）時に、−７５ｍＶから＋５５ｍＶの膜電位で記録した対応する電流電圧関係。（（パネルＤ）Ｃ１Ｃ２、ｉＣ１Ｃ２、Ｃ１Ｃ２＿４ｘ、及びＣ１Ｃ２＿５ｘ（方法におけるニューロン記録溶液）のＶ_ｒｅｖ。（パネルＥ）波長ごとに電力密度０．６５ｍＷ／ｍｍ^２で測定し、最大振幅（ｎ＝６）に正規化したＮｐＨＲ、Ｃ１Ｃ２、及びｉＣ１Ｃ２の活性化スペクトル。（パネルＦ）ＨＥＫ細胞で特徴づけられた、ｐＨ７．３の、内部（ｉｎｔ）１２０ｍＭＫＣｌ及び外部（ｅｘｔ）１２０ｍＭＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、またはグルコン酸ナトリウムによるＣ１Ｃ２、ｉＣ１Ｃ２、Ｃ１Ｃ２＿４ｘ、及びＣ１Ｃ２＿５ｘのＶ_ｒｅｖ。（パネルＧ）（パネルＡ）と同様に、ｐＨ７．３の、外部１２０ｍＭＮａＣｌ及び内部１２０ｍＭＫＣｌ、ＣｓＣｌ、またはグルコン酸カリウムによるもの（ｎ＝６−１７）。（パネルＨ）外部及び内部ｐＨが等しい（ｅｑ）下でのｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖ、ｐＨ６及び７．３で０ｍＶ（上側点線）のプロトンのネルンスト電位を生成。［Ｃｌ⁻］_ｉ濃度は８ｍＭであり、［Ｃｌ⁻］_ｏ濃度は１２８ｍＭであり、−７１ｍＶ（下側点線）のＣｌ⁻のネルンスト電位を生成した（ｎ＝６〜９）。（パネルＩ）ｐＨ６及び７．３で、外部及び内部ｐＨ値が等しい状態で記録した電流電圧関係；内部及び外部［Ｃｌ⁻］は、それぞれ８ｍＭ及び１２８ｍＭ（ｎ＝３〜８）。（パネルＪ）（パネルＩ）における電流電圧関係から０ｍＶでのｉＣ１Ｃ２の光電流。エラーバー：ｓ．ｅ．ｍ．詳細は上記の通りである。詳細は上記の通りである。図３のパネルＡ〜Ｆは、哺乳類ニューロンにおけるｉＣ１Ｃ２特徴づけに関するデータを示す。（パネルＡ）−８０〜０ｍＶの範囲の膜電位で記録したＣ１Ｃ２（左）及びｉＣ１Ｃ２（右）の代表的な光電流。４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）を５ｍＷ／ｍｍ^２で印加した。（パネルＢ）光電流の対応する電流電圧関係。（パネルＣ）スパイク生成（Ｖ_ＡＰ）の閾値とニューロン静止電位（Ｖ_ｒｅｓｔ）に対するＣ１Ｃ２及びｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖ（ｎ＝８〜２２）。（パネルＤ）Ｖ_ＡＰでの光電流振幅（左）及び膜分極（右）（ｎ＝９〜１４）。（パネルＥ）入力抵抗の平均変化をプリ発光値に正規化した（ｎ＝９〜２０）。（パネルＦ）電流注入を１．５秒及びさらに０．５秒間変えながら、４７５ｎｍ、Ｖ_ｒｅｖに向けて効果的な締め付けを示す５ｍＷ／ｍｍ^２パルスで刺激したｉＣ１Ｃ２発現性ニューロンの試料電圧トレース。過分極応答はＶ_ＡＰを下回ることに留意されたい。エラーバー：ｓ．ｅ．ｍ．詳細は上記の通りである。図４のパネルＡ〜Ｈは、ｉＣ１Ｃ２及びＳｗｉＣｈＲによるニューロンスパイクの高速かつ双安定的な阻害に関するデータを示す。（パネルＡ）連続電気パルス（３秒）または（パネルＢ）パルスされた電流注入（１０Ｈｚ／３秒）のいずれかで刺激したｉＣ１Ｃ２発現性ニューロンの代表的な電圧トレース。電気的に誘発されたスパイクは、５ｍＷ／ｍｍ^２で４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）によって阻害された。（パネルＣ）ｉＣ１Ｃ２発現性細胞のスパイク阻害確率の分散（ｎ＝１８ニューロン；ブロックされたスパイクの一部を示す）。（パネルＤ）４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）時のＨＥＫ細胞中のＳｗｉＣｈＲ_ＣＴの内向き及び外向き光電流。（パネルＥ）チャネル閉鎖中に赤色光に曝露されたｉＣ１Ｃ２、ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴ、及びＳｗｉＣｈＲ_ＣＴのチャネルオフ動態（τ）。（パネルＦ）ｉＣ１Ｃ２及びＮｐＨＲと比較したＳｗｉＣｈＲ_ＣＴの光感度。ｉＣ１Ｃ２及びＳｗｉＣｈＲ_ＣＴは４７０ｎｍで活性化され、ＮｐＨＲは５６０ｎｍで活性化された。光電流は、電位を−８０ｍＶに保ちながら、０．００３６〜５ｍＷ／ｍｍ^２の間の光強度で測定した。振幅は、構築物ごとに最大値に正規化した（ｎ＝６〜８）。（パネルＧ）Ｖ_ＡＰ及びＶ_ｒｅｓｔに対するｉＣ１Ｃ２及びｉＣ１Ｃ２−Ｃ１６７Ｔの逆転電位（ｎ＝１０〜２２）（左）。Ｖ_ＡＰでの光電流振幅を右に示す（ｎ＝９〜１５）。（パネルＨ）ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴによる双安定スパイク調節。スパイクは、連続電気パルス（３秒）によって誘導され、４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）によって安定的に阻害された。スパイクは、６３２ｎｍの光印加（「６３２ｎｍ」バー）後に回復した。光電力密度は、５ｍＷ／ｍｍ^２であった。エラーバー：ｓ．ｅ．ｍ．詳細は上記の通りである。タンパク質Ｃ１Ｃ２（配列番号７８）及びｉＣ１Ｃ２（配列番号１）〜ＣｈＲ２（配列番号７９）のタンパク質配列アライメントを示す。変異した残基をボックスで示し、膜貫通ヘリックスをＴＭ１〜７で標識されたバーで示す。ＳｗｉＣｈＲ変異の位置を破線の楕円で示す。Ｃ１Ｃ２−ｅＹＦＰ（左パネル）及びｉＣ１Ｃ２−ｅＹＦＰ（右パネル）を発現する培養ニューロンの共焦点顕微鏡画像を示す。スケールバー：２０μｍ。パネルＡ〜Ｄは、ＳｗｉＣｈＲによる双安定阻害を示す。（パネルＡ）ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴによる双安定スパイク調節。スパイクは、連続電気パルス（３秒）によって誘導され、５ｍＷ／ｍｍ^２で送達された４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）によって安定的に阻害され、６３２ｎｍの光印加（「６３２ｎｍ」バー）後に回復した（左）。左パネルと同様に、同じ電流注入により５ｍＷ／ｍｍ^２（右）で４７５ｎｍの光送達（「４７５ｎｍ」バー）の後にのみ同じ細胞中でスパイク調節が持続した。（パネルＢ）４７０ｎｍの活性化パルス（「４７５ｎｍ」バー）に続いて６３２ｎｍ（「６３２ｎｍ」バー）の光パルス時に−８０ｍＶ〜−３０ｍＶの膜電位で記録したＳｗｉＣｈＲ_ＣＡの電流電圧関係。（パネルＣ）４７０ｎｍの活性化（「４７５ｎｍ」バー）に続いて６３２ｎｍ（「６３２ｎｍ」バー）での第２の光パルス時のＳｗｉＣｈＲ_ＣＡの代表的な光電流。光電力密度は、５ｍＷ／ｍｍ^２であった。（パネルＤ）（左）ＳｗｉＣｈＲ_ＣＡによる双安定スパイク調節。スパイクは、連続電気パルス（３秒）によって誘導され、５ｍＷ／ｍｍ^２で送達された４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）によって安定的に阻害された。スパイクは、６３２ｎｍの光印加（「６３２ｎｍ」バー）後に回復した。（パネルＥ）５ｍＷ／ｍｍ^２で送達された４７５ｎｍの光（「４７５ｎｍ」バー）のみで、（パネルＤ）と同様に同じ細胞のＳｗｉＣｈＲ_ＣＡのスパイク調節が持続した；同じ電流注入を用いて、（パネルＤ）と同様にスパイクを誘発した。本開示の実施形態による光学的刺激システムの第１の事例を示す。本開示の実施形態による光学的刺激システムの第２の事例を示す。本開示の実施形態による光学的刺激システムの第３の事例を示す。本開示の実施形態による事例の方法の工程を図示するフローチャートを示す。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。パネルＡ〜Ｂは、培養ニューロンで測定した改良された抑制性チャネルロドプシンの逆転電位及び活性を示す４つのグラフを示す。パネルＡ、左：ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）の逆転電位は、ニューロンの活動電位（ＶＡＰ）及び静止電位（ＶＲｅｓｔ）の閾値未満である４ｍＭの内部塩化物濃度で−７９ｍＶである。パネルＡ、右：規則的なｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）と比較したＶＡＰでの外向き電流。パネルＢ、左：１２ｍＭの内部塩化物で、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）及びＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）の逆転電位は、塩化物の平衡電位（ＶＥｑ）と重複する。パネルＢ、右：ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）の光電流は、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）と比較して７倍大きかった。（エラーバー＝平均の標準誤差、記録数≧６）。パネルＡ〜Ｃは、培養ニューロンの阻害を示す３つのグラフを示す。パネルＡ：４秒の光パルス（４７５ｎｍ、５ｍＷ／ｍｍ^２）は、６秒間の１０Ｈｚでの電気刺激中、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）発現性ニューロンの活動電位を阻害する。パネルＢ：４ｍＭ及び（パネルＣ）１２ｍＭの内部塩化物でのスパイク阻害確率。（エラーバー＝平均の標準誤差、記録数≧６）。パネルＡ〜Ｃは、１２ｍＭの内部塩化物での培養ニューロンの強い長時間刺激の阻害を示すグラフを示す。パネルＡ：１２秒間の２０Ｈｚでの電気刺激中、１０秒の青色光パルス（４７５ｎｍ、５ｍＷ／ｍｍ^２）によるｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）発現性ニューロンの阻害。パネルＢ：ＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）発現性ニューロンの二峰性阻害：電気刺激を２０Ｈｚで１６秒間印加した。１秒後、短時間の青色光パルス（１秒、４７５ｎｍ、５ｍＷ／ｍｍ^２）が、活動電位を１３秒間阻害する。その後、赤色光パルス（２秒、６３２ｎｍ、１０ｍＷ／ｍｍ^２）が、活動電位生成を回復する。パネルＣ：これらの条件下での両方の構築物のスパイク阻害確率。（エラーバー＝平均の標準誤差、記録数ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）：ｎ＝１５、ＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）：ｎ＝５）。１２ｍＭの内部塩化物濃度で１分間のＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）発現性ニューロンの阻害を示すグラフの集合を示す。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。本開示の組成物に関するポリペプチドの事例のアミノ酸配列を提供する。

定義
本明細書で用いる場合、「個体」、「対象」、または「患者」は、ヒトを含む哺乳類であってもよい。哺乳類には、有蹄動物、イヌ科の動物、ネコ科の動物、ウシ属の動物、ヒツジ属の動物、非ヒトの霊長目の動物、ウサギ目の動物、及びげっ歯目の動物（例えば、マウス及びラット）が含まれるが、これらに限定されない。一態様において、個体は、ヒトである。別の態様において、個体は、非ヒト哺乳類である。

「ポリペプチド」、「ペプチド」、及び「タンパク質」という用語は、本明細書では同義的に使用され、任意の長さのアミノ酸の多量体形態を指し、コードされたアミノ酸及びコードされていないアミノ酸、化学的または生化学的に修飾または誘導体化されたアミノ酸、及び修飾ペプチド骨格を有するポリペプチドを含むことがある。用語には、融合タンパク質が含まれ、限定はされないが、異種アミノ酸配列を有する融合タンパク質、Ｎ末端メチオニン残基を有する、または有さない、異種リーダー配列と同族リーダー配列との融合体；免疫学的にタグ化されたタンパク質；などが挙げられる。ＮＨ_２は、ポリペプチドのアミノ末端に存在する遊離アミノ基を指す。ＣＯＯＨは、ポリペプチドのカルボキシル末端に存在する遊離カルボキシル基を指す。標準的なポリペプチド命名法に従い、Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．，２４３（１９６９），３５５２−５９を使用する。

「ポリヌクレオチド」及び「核酸」という用語は、本明細書では同義的に使用され、リボヌクレオチドまたはデオキシヌクレオチドのいずれかである、任意の長さのヌクレオチドの多量体形態を指す。従って、この用語には、限定はされないが、一本鎖、二本鎖、または多重鎖のＤＮＡまたはＲＮＡ、ゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ−ＲＮＡハイブリッド、またはプリン塩基及びピリミジン塩基もしくは他の天然の、化学修飾もしくは生化学修飾された、非天然の、もしくは誘導体化されたヌクレオチド塩基を含む多量体が含まれる。

核酸は、二本鎖でも一本鎖でもよく、または二本鎖配列もしくは一本鎖配列の両方の部分を含んでいてもよい。当業者には明らかなように、一本鎖（「ワトソン」）に関する記述によって、他方の鎖（「クリック」）の配列も定義される。「組換え核酸」という用語は、本明細書において、天然には通常存在しない形態にある、一般的にはエンドヌクレアーゼによる核酸の操作によってインビトロで独自に形成される、核酸を意味する。従って、直鎖型の単離核酸、または通常は連結されていないＤＮＡ分子を連結することによりインビトロで形成される発現ベクターは共に、本発明を目的として、組換えと見なされる。組換え核酸が作製され、宿主細胞または生物に再導入されると、組換え核酸は、非組換え的に、すなわち、インビトロ操作ではなく宿主細胞のインビボ細胞機構を用いて、複製するが；そのような核酸は、一度組換え的に産生されたら、後に非組換え的に複製されたとしても、本発明を目的として、組換えと見なされることが理解されよう。

核酸配列同一性（並びに、アミノ酸配列同一性）は、保存されたモチーフ、コード領域、隣接領域などのより大きな配列の一部で有り得る参照配列に基づいて算出される。参照配列は、一般的には少なくとも約１８残基長、より一般的には少なくとも約３０残基長であり、比較されている完全配列まで伸長してもよい。配列解析用アルゴリズムは、Ａｌｔｓｃｈｕｌｅｔａｌ．（１９９０），Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．２１５：４０３−１０に記載されるＢＬＡＳＴ（初期設定、すなわち、ｗ＝４及びＴ＝１７のパラメーターを使用）など、当該技術分野において公知である。本明細書で用いる場合、「少なくともｘ％同一」であるアミノ酸配列は、参照配列と少なくともｘ％のアミノ酸配列同一性を共有する。例えば、本明細書で用いる場合、「少なくとも９９％同一」であるアミノ酸配列は、参照配列と少なくとも９９％のアミノ酸配列同一性を共有する。

「遺伝子改変（ｇｅｎｅｔｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」という用語は、細胞中に新しい核酸（すなわち、細胞にとって外来性の核酸）を導入した後に細胞内に誘導される、永続性または一過性の遺伝学的変化を指す。遺伝学的変化（「改変」）は、新しい核酸を宿主細胞のゲノムに組み込むことにより、または新しい核酸を染色体外因子として一過的または安定に保持することにより、達成することができる。細胞が真核細胞である場合、永続性の遺伝学的変化は、核酸を細胞のゲノム中に導入することにより達成することができる。適切な遺伝子改変法としては、ウイルス感染、トランスフェクション、接合、原形質融合、エレクトロポレーション、粒子銃技術、リン酸カルシウム沈殿、直接マイクロインジェクションなどが挙げられる。

本明細書で用いる場合、「単離された」という用語は、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、または細胞が、天然に生成する環境とは異なる環境内にあるポリヌクレオチド、ポリペプチド、または細胞を記述するよう意図されている。単離された遺伝子改変宿主細胞は、遺伝子改変宿主細胞の混合集団中に存在していてもよい。単離ポリペプチドは、いくつかの実施形態においては、合成ポリペプチドである。「合成的ポリペプチド」は、アミノ酸から構築され、当業者に公知の手順を用いて、インビトロで化学合成（例えば、無細胞化学合成）される。

天然タンパク質配列中のアミノ酸置換は、「保存」または「非保存」であり得、このような置換アミノ酸残基は、遺伝暗号によって符号化されたものであってもよく、またはそうでなくてもよい。「保存アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が、化学的に類似の側鎖を有するアミノ酸残基と置換されるものである（すなわち、塩基性側鎖を有するアミノ酸を、塩基性側鎖を有する別のアミノ酸と置換する）。「非保存アミノ酸置換」は、アミノ酸残基が、化学的に異なる側鎖を有するアミノ酸残基と置換されるものである（すなわち、塩基性側鎖を有するアミノ酸を、芳香族側鎖を有するアミノ酸と置換する）。標準的な２０種類のアミノ酸の「アルファベット」を、それらの側鎖の化学的性質に基づいて、化学的なファミリーに分類する。これらのファミリーには、塩基性側鎖を有するアミノ酸（例えば、リジン、アルギニン、ヒスチジン）、酸性側鎖を有するもの（例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸）、非荷電極性側鎖を有するもの（例えば、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、チロシン、システイン）、非極性側鎖を有するもの（例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファン）、β−分枝側鎖を有するもの（例えば、トレオニン、バリン、イソロイシン）、及び芳香族基を有する側鎖を有するもの（例えば、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、ヒスチジン）が含まれる。

本明細書で用いる場合、「光活性化タンパク質」という用語は、活性化波長の光に曝露した場合に立体配座の変化を起こすタンパク質を意味する。

本明細書で用いる場合、「アニオンチャネルタンパク質」という用語は、アニオンが絶え間なく細胞膜の片側から反対側に通過できるように開くことができるアニオン細孔を含むタンパク質を意味する。

本明細書で用いる場合、「有効用量」または「有効量」の薬物、化合物、または医薬組成物は、有益なまたは所望の結果をもたらすために十分な量である。予防用途では、有益なまたは所望の結果には、リスクの排除もしくは低減、重症度の低下、または、疾患、その合併症、及び疾患の進展の間に見られる中間的な病理学的表現型の、生化学的、組織学的、及び／または行動的症状を含む疾患の発病の遅延などの結果が含まれる。治療的用途では、有益なまたは所望の結果には、疾患により生じる１つまたは複数の症状の減少、疾患を患っている人の生活の質の向上、疾患を治療するために必要な他の投薬の用量の減少、（例えば、標的化を介して）別の投薬の効果の増強、疾患の進行の遅延、及び／または生存の延長などの臨床結果が含まれる。有効用量は、１つまたは複数の投与で投与することができる。本開示の目的では、有効用量の薬物、化合物、または医薬組成物は、直接的または間接的に予防的または治療的処置を達成するために十分な量である。臨床的な状況において理解されるように、有効用量の薬物、化合物、または医薬組成物は、別の薬物、化合物、または医薬組成物と組み合わせて達成してもよいし、そうでなくてもよい。従って、「有効用量」は、１つまたは複数の治療用作用物質を投与する状況において考慮され得、単一の作用物質は、１つまたは複数の他の作用物質と組み合わせて所望の結果が得られ得るかまたは得られる場合には、有効量で提供されると考えられ得る。

本明細書で用いる場合、「治療」または「治療すること」は、有益な結果または所望の結果、例えば、臨床結果を得るためのアプローチである。本開示の目的では、有益な結果または所望の結果としては、限定されないが、以下の１つまたは複数：疾患により生じる症状の減少、疾患を患っている人の生活の質の向上、疾患を治療するために必要な他の投薬の用量の減少、疾患の進行の遅延、及び／または個体の生存の延長が挙げられる。

本発明をより詳細に説明する前に、本発明は、記載される特定の実施形態に限定されるものではなく、それ自体、当然のことながら、異なり得ることを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とするのであって、限定的であることを意図するものではないことも理解されたい。

値の範囲が提供される場合、その範囲の上限と下限の間の、文脈上、そうではないという明確な指示のない限りは下限の単位の１０分の１までの各中間値、及びその記載された範囲内の任意の他の記載された値または中間値が、本発明に包含されることを理解されたい。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、独立してより小さい範囲に含まれてもよく、また、本発明の範囲にも包含され、記載される範囲内の任意の具体的に除外された範囲に従うものとする。記載される範囲が、限度のうちの一方または両方を含む場合、それらの包含された限度のうちのいずれかまたは両方を除外する範囲も本発明に含まれる。

本明細書において、数値の前に「約」という用語を付けて、ある範囲が提示される。「約」という用語は、それが先行する正確な数字、及びその用語が先行する数字に近接または近似する数字に逐語的支持を提供するために本明細書において使用される。ある数字が、具体的に列挙された数字に近接または近似するかどうかを判断する際に、列挙されていない近接または近似する数字は、それが提示された文脈において、具体的に列挙された数字の実質的な均等性を提供する数字であり得る。

別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似するかまたは均等な方法及び材料は、本発明の実践または試験において使用することができるが、代表的な例示的方法及び材料を次に説明する。

本明細書に引用される全ての刊行物及び特許は、あたかも個々の刊行物または特許のそれぞれが参照により援用されることが具体的にかつ個々に示されているかのように、参照によって本明細書に組み込まれ、刊行物が引用されていることに関連する方法及び／または材料を開示及び記載するように、参照によって本明細書に援用される。任意の刊行物の引用は、出願日前のその開示のためであって、本発明が、先行発明を理由にして、そのような刊行物に先行する権利を有さないと認めるものであると解釈されるべきではない。さらに、提供される公開日は、実際の公開日とは異なる可能性があり、独立して確認する必要があり得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、文脈上、そうではないという明確な指示のない限り、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、複数形の指示対象も含むことに留意されたい。さらに、特許請求の範囲は、いかなる任意選択的な要素も除外するように記述され得ることに留意されたい。従って、この記述は、請求要素の列挙に関連する「だけ（ｓｏｌｅｌｙ）」、「のみ（ｏｎｌｙ）」などの排他的な用語の使用、または「否定的な」限定の使用に対する先行詞としての役割を果たすことが意図される。

本開示を読むと当業者には明らかなように、本明細書において記載及び例示される個々の実施形態の各々は、本発明の範囲または主旨から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のうちのいずれかの特徴から容易に分離され得るか、またはそれと組み合わされ得る、異なる構成要素及び特徴を有する。列挙されるいずれの方法も、列挙される事象の順番で、または論理的に可能な任意の他の順番で、実行することができる。

本発明の実施形態のさらに詳細な種々の態様をさらに説明するために、種々の実施形態のシステム及び装置の態様を最初により詳細に概説し、その後に本発明の特定の実施形態による方法及びキットを説明する。

詳細な説明
本開示の態様には、標的細胞における活動電位の光遺伝学的調節のための組成物、装置、システム、及び方法が含まれる。主題の装置は、光生成装置、制御装置、及び光応答性ポリペプチドまたは該光応答性ポリペプチドをコードする核酸を標的細胞に送達するための送達装置を含む。主題の組成物及びシステムは、光活性化ポリペプチド、これらのポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸に加えて、標的細胞におけるこれらのポリペプチドの発現を促進する発現システムを含む。主題の装置及びシステムを使用して、標的細胞における活動電位を光遺伝学的に操作する（例えば、ヒトまたは動物対象における神経または精神の状態を治療する）方法も提供される。

組成物
本開示の態様には、標的細胞における活動電位の光遺伝学的調節のための組成物が含まれる。主題の組成物は、一般的には、複数のアニオンが光に応答して細胞膜を通過できるようになっている、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質を含む。いくつかの実施形態において、主題の組成物は、主題のタンパク質をコードするヌクレオチド配列、並びにさらなる構成要素、例えば、転写調節因子（例えば、プロモーター配列、例えば、組織特異的または細胞型特異的プロモーター配列、誘導可能プロモーター配列など）、トラフィッキング配列、シグナル配列、小胞体移行配列などを含む核酸を含む。これらの構成要素の各々を、ここで以下により詳細に記述する。

遺伝子操作されたアニオンチャネルタンパク質
上で要約されるように、本開示の態様には、ポリペプチドを活性化波長の光で照射した場合に、複数のアニオンが標的細胞の原形質膜を通過できるようになっている、遺伝子操作された光活性化イオンチャネルポリペプチドを含む。主題のポリペプチドは、いくつかの実施形態において、特定のイオン種に特異的であり、これは、主題の光活性化ポリペプチドは、特定種のイオンのみが細胞の膜を通過できるようにすることを意味する。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、塩化物イオン（Ｃｌ⁻）に特異的である。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、塩化物の伝導度を増加させ、及び／または塩化物の選択性を増加させる。特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、高い内部塩化物濃度などの広範囲の条件にわたって、ニューロン活性のより強い光誘起阻害をもたらす。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化ポリペプチドは、細胞（例えば、哺乳類細胞）の膜上で発現した場合、かつ活性化波長の光に曝露された場合に、膜を過分極化する。いくつかの実施形態において、主題の光活性化ポリペプチドは、光電流の長期安定性を示す。いくつかの実施形態において、主題の光活性化ポリペプチドは、細胞膜における発現の増強、及び培養ニューロンにおけるより大きな光電流を示す。いくつかの実施形態において、主題の光活性化ポリペプチドは、減速したチャネル動態／減速したチャネル閉鎖を示す。いくつかの実施形態において、主題の光活性化ポリペプチドは、アニオンを伝導し、ニューロンにおける活動電位の形成を、より低い光強度で短時間の光刺激後に長期間（例えば、約０．５時間、最大約０．７５時間、最大約１時間、最大約１．２５時間、最大約１．５時間、最大約１．７５時間、最大約２時間、最大約２．２５時間、最大約２．５時間、最大約２．７５時間、最大約３時間またはそれ以上）阻害する。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、青色光によって活性化される。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、緑色光によって活性化される。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、黄色光によって活性化される。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、橙色光によって活性化される。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、赤色光によって活性化される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、イオン細孔及び前庭部分を含むカチオンチャネルポリペプチドに由来する。いくつかの実施形態において、カチオンチャネルポリペプチドのアミノ酸配列を遺伝子操作し、イオン細孔及び前庭部分を囲む領域においてポリペプチドの静電電位を変化させるアミノ酸置換及び／または配列改変が導入されている。特定の実施形態において、カチオンチャネルポリペプチドの極性が逆転するようにアミノ酸置換及び／または配列改変は選択され、それによって、カチオンが細孔を通過できる代わりに、アニオンが細孔を通過できる。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作されたアニオンチャネルポリペプチドが、アニオンがイオン細孔を通過できるようにしながら、なおかつ適切なタンパク質折り畳み、膜発現、光学的活性化、及び細孔ゲーティングを維持するように、アミノ酸置換及び／または配列改変は選択される。特定の実施形態において、主題のポリペプチドは、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％（例えば、少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％）同一であるアミノ酸配列を含み、アニオンチャネルタンパク質として機能する。特定の実施形態において、主題のポリペプチドは、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％（例えば、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％）同一であるアミノ酸配列を含み、アニオンチャネルタンパク質として機能する。

主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質の代表的な実施形態を以下にさらに説明する。

Ｃ１Ｃ２に基づくアニオンチャネルポリペプチド
いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいている。Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列は、配列番号７８に記載される。いくつかの実施形態において、Ｃ１Ｃ２タンパク質のアミノ酸配列は、アミノ酸配列に１つまたは複数の以下の変異：Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑを導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号１で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の９個全てを有するタンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、及びＴ２８５Ｎ置換を含む。このポリペプチドは、本明細書中では「Ｃ１Ｃ２＿５ｘ」と呼ぶ。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｖ２８１Ｋ、及びＮ２９７Ｑ置換を含む。このポリペプチドは、本明細書中では「Ｃ１Ｃ２＿４ｘ」と呼ぶ。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み、Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｃ２の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｃ２の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１６７を含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいくつかにおいて、光活性化ポリペプチドは、光電流の長期安定性を示す。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号８で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９５位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。タンパク質の最初の５０個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１によって置換される特定の実施形態において、（配列番号７８に記載されるＣ１Ｃ２アミノ酸配列の元の１９５位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９５位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換されている。タンパク質の最初の５０個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１によって置換される特定の実施形態において、（配列番号７８に記載されるＣ１Ｃ２アミノ酸配列の元の１９５位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号１〜２２の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

いくつかの実施形態において、Ｃ１Ｃ２タンパク質のアミノ酸配列は、アミノ酸配列に１つまたは複数の以下の変異：Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及びＥ３１２Ｓを導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号９４で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の１０個全てを有するタンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及びＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み、１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｃ２の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９６に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｃ２の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９７に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ｔを含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９８で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいくつかにおいて、光活性化ポリペプチドは、光電流の長期安定性を示す。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号９９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号９９で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１００に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１００に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１００に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１００に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１００で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み；１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０２で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０４で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０５で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１０９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１０９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号９４〜１１５の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

Ｃ１Ｖ１に基づくアニオンチャネルポリペプチド
いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいている。Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列は、配列番号８０に記載される。いくつかの実施形態において、Ｃ１Ｖ１タンパク質のアミノ酸配列は、アミノ酸配列に１つまたは複数の以下の変異：Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑを導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号３４で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の９個全てを有するタンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み、Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｖ１の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３６に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｖ１の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３７に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１６７を含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３８で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３９で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４０で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ｔ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｔ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４２で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ａ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ａ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４４で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９５を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み；Ａ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４５で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９５を含み；Ｓ１６７を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９８、Ｓ１２９、Ｓ１４０、Ｓ１６２、Ｋ１５６、Ｒ１７３、Ｎ２８５、Ｋ２８１、及びＱ２９７を含み；Ｓ１６７を含み；Ｎ１９５を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９５位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。タンパク質の最初の５０個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１によって置換される特定の実施形態において、（配列番号８０に記載されるＣ１Ｖ１アミノ酸配列の元の１９５位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９５位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換されている。タンパク質の最初の５０個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１によって置換される特定の実施形態において、（配列番号８０に記載されるＣ１Ｖ１アミノ酸配列の元の１９５位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号４９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号４９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号３４〜５５の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

いくつかの実施形態において、Ｃ１Ｖ１タンパク質のアミノ酸配列は、アミノ酸配列に１つまたは複数の以下の変異：Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓを導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号１２７で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の１０個全てを有するタンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み、１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｖ１の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２９に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、Ｃ１Ｖ１の最初の５０個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３０に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ｔを含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３２で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６７位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３４で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｔを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３５で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ａを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３７で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｃを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み；１９５Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３８で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９５Ｎを含み；１６７Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９８Ｓ、１２２Ｎ、１２９Ｑ、１４０Ｓ、１５６Ｒ、１６２Ｓ、２８１Ｒ、２８５Ｎ、２９７Ｑ、及び３１２Ｓを含み；１６７Ｓを含み；１９５Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１３９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１３９で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５０個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号１２７〜１４８の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

ＲｅａＣｈＲに基づくアニオンチャネルポリペプチド
いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいている。ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列は、配列番号８１に記載される。いくつかの実施形態において、ＲｅａＣｈＲタンパク質のアミノ酸配列は、１つまたは複数の以下の変異をアミノ酸配列：Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑに導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号５６で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の９個全てを有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み、Ｎ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、ＲｅａＣｈＲの最初の５１個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５８に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、ＲｅａＣｈＲの最初の５１個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号５９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号５９に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１６８を含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｔ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６０で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）で置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ａ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）で置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｓ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６２で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９６を含み；Ｔ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｔ１６８を含み；Ａ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９６を含み；Ｔ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｔ１６８を含み；Ｎ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６４で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９６を含み；Ａ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ａ１６８を含み；Ａ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６５で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９６を含み；Ａ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ａ１６８を含み；Ｎ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１９６を含み；Ｓ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｓ１６８を含み；Ａ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６７で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１９６を含み；Ｓ１６８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ９９、Ｓ１３０、Ｓ１４１、Ｓ１６３、Ｋ１５７、Ｒ１７４、Ｎ２８６、Ｋ２８１、及びＱ２９８を含み；Ｓ１６８を含み；Ｎ１９６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６８で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基で置換されている。タンパク質の最初の５１個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１で置換される特定の実施形態において、（配列番号８１に記載されるＲｅａＣｈＲアミノ酸配列の元の１９６位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基で置換されている。タンパク質の最初の５１個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１で置換される特定の実施形態において、（配列番号８１に記載されるＲｅａＣｈＲアミノ酸配列の元の１９６位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号６９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号６９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７１に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＡ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号７７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｎ２４６、Ｋ２４２、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８及びＮ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号７７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号５６〜７７の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

いくつかの実施形態において、ＲｅａＣｈＲタンパク質のアミノ酸配列は、１つまたは複数の以下の変異をアミノ酸配列：Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓに導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号１４９で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の１０個全てを有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１４９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１４９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１９６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み、１９６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、ＲｅａＣｈＲの最初の５１個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１と置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５１に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、ＲｅａＣｈＲの最初の５１個のＮ末端アミノ酸を、タンパク質ＣｈＲ２（ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ）（配列番号８２）からのアミノ酸１〜１１で置換することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５２に記載されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６８Ｔを含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５３で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５４で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、１６８位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１６８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５５で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｃを含み；１６８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｔを含み；１９６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５６で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｎを含み；１６８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｔを含み；１９６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５７で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｃを含み；１６８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ａを含み；１９６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５８で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｎを含み；１６８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ａを含み；１９６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１５９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１５９で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｃを含み；１６８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｓを含み；１９６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６０で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１９６Ｎを含み；１６８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；９９Ｓ、１２３Ｎ、１３０Ｑ、１４１Ｓ、１５７Ｒ、１６３Ｓ、２８２Ｒ、２８６Ｎ、２９８Ｑ、及び３１３Ｓを含み；１６８Ｓを含み；１９６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６１で提供されるアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、最初の５１個のアミノ酸は、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）と置換される。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基で置換されている。タンパク質の最初の５１個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１によって置換される特定の実施形態において、（配列番号８１に記載されるＲｅａＣｈＲアミノ酸配列の元の１９６位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アラニン残基で置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、上述の１つまたは複数の修飾を有するタンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、元の１９６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換されている。タンパク質の最初の５１個のＮ末端アミノ酸がタンパク質ＣｈＲ２からのアミノ酸１〜１１で置換される特定の実施形態において、（配列番号８１に記載されるＲｅａＣｈＲアミノ酸配列の元の１９６位に対応する）１５６位のアスパラギン酸アミノ酸残基は、アスパラギン残基によって置換される。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６２に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６５に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６８に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１６９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１６９に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１７０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１７０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１７０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓ及び１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１７０に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号１４９〜１７０の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

ＣｈＲ２に基づくアニオンチャネルタンパク質
いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいている。ＣｈＲ２のアミノ酸配列は、配列番号７９に記載される。いくつかの実施形態において、ＣｈＲ２タンパク質のアミノ酸配列は、１つまたは複数の以下の変異：Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑをアミノ酸配列に導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号２３で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の９個全てを有するタンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２３に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み、Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２４に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基で置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｔ１２８を含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２５で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２６で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２７で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１５６を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み；Ａ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２８で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１５６を含み；Ｔ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｔ１２８を含み；Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号２９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号２９で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み；Ａ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み；Ａ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３０で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１２８を含み；Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ａ１２８を含み；Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３１で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ａ１５６を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み；Ａ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３２で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８の１、２、３、４、５、６、７、８、または９個を含み；Ｎ１５６を含み；Ｓ１２８を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも５８％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；Ｓ５９、Ｓ９０、Ｓ１０１、Ｓ１２３、Ｋ１１７、Ｒ１３４、Ｋ２４２、Ｎ２４６、及びＱ２５８を含み；Ｓ１２８を含み；Ｎ１５６を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号３３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号３３で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号２３〜３３の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

いくつかの実施形態において、ＣｈＲ２タンパク質のアミノ酸配列は、１つまたは複数の以下の変異をアミノ酸配列：Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓに導入することで修飾されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、ポリペプチドのアミノ酸配列が配列番号１１６で提供されるように、上に挙げたアミノ酸置換の１０個全てを有するタンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１６に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１７に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１７に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み、１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１７に記載される通りである。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、トレオニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｔを含む。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１８に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１８に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１８で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、アラニン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１９に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１１９に記載される通りである。いくつかの実施形態において、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１１９で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、１２８位のシステインアミノ酸残基は、セリン残基によって置換されている。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２０に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２０に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２０で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１５６Ｃを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２１に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み；１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２１に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２１で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１５６Ｎを含み；１２８Ｔを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２２に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｔを含み；１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２２に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２２で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み；１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２３に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み；１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２３に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２３で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１２８Ａを含み；１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２４に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ａを含み；１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２４に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２４で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１５６Ｃを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２５に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み；１５６Ｃを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２５に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２５で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓの１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個を含み；１５６Ｎを含み；１２８Ｓを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２６に記載されるアミノ酸配列に対して少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み；５９Ｓ、８３Ｎ、９０Ｑ、１０１Ｓ、１１７Ｒ、１２３Ｓ、２４２Ｒ、２４６Ｎ、２５８Ｑ、及び２７３Ｓを含み；１２８Ｓを含み；１５６Ｎを含み、ここで、アミノ酸ナンバリングは、配列番号１２６に記載される通りである。いくつかの実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、配列番号１２６で提供されるアミノ酸配列を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、ＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））を含む。これらの実施形態のいずれか１つにおいて、主題のアニオンチャネルポリペプチドは、膜輸送シグナル（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））及びＥＲ移行シグナル（例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号８４））の両方を含む。

特定の実施形態において、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルポリペプチドは、タンパク質ＣｈＲ２のアミノ酸配列に基づいており、ここで、アミノ酸配列は、配列番号１１６〜１２６の１つで提供される配列に少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％同一である。

強化された細胞内輸送アミノ酸モチーフ
本開示は、哺乳類細胞の原形質膜へのタンパク質の輸送を強化する１つまたは複数のアミノ酸配列モチーフの追加によって、細胞において発現されるタンパク質の修飾を提供する。進化的により単純な生物に由来する構成要素を有する光活性化タンパク質は、哺乳類細胞によって発現されない、または耐えられなくてもよく、あるいは哺乳類細胞において高レベルで発現される時に低下した細胞内局在性を示してもよい。その結果として、いくつかの実施形態において、細胞において発現される主題の光活性化アニオンチャネルタンパク質は、シグナルペプチド、小胞体（ＥＲ）移行シグナル、膜輸送シグナル、及び／またはＮ末端ゴルジ移行シグナルからなる群から選択される、１つまたは複数のアミノ酸配列モチーフに融合させることができる。哺乳類細胞の原形質膜へのタンパク質輸送を強化する１つまたは複数のアミノ酸配列モチーフは、細胞の原形質膜においてタンパク質が最適に発現及び／または限局しやすくするために、タンパク質のＮ末端、Ｃ末端、またはＮ及びＣ末端の両方に融合させることができる。必要に応じて、主題の光活性化アニオンチャネルタンパク質及び１つまたは複数のアミノ酸配列モチーフは、リンカーによって分離されてもよい。いくつかの実施形態において、光活性化アニオンチャネルタンパク質は、細胞原形質膜へのタンパク質の輸送を強化する輸送シグナル（ｔｓ）の追加によって修飾することができる。いくつかの実施形態において、輸送シグナルは、ヒト内向き整流カリウムチャネルＫｉｒ２．１のアミノ酸配列に由来することができる。他の実施形態において、輸送シグナルは、アミノ酸配列ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３）を含むことができる。

使用に適したトラフィッキング配列は、ヒト内向き整流カリウムチャネルＫｉｒ２．１のトラフィッキング配列などのアミノ酸配列（例えば、ＫＳＲＩＴＳＥＧＥＹＩＰＬＤＱＩＤＩＮＶ（配列番号８３））に９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含むことができる。

トラフィッキング配列は、約１０アミノ酸〜約５０アミノ酸、例えば、約１０アミノ酸〜約２０アミノ酸、約２０アミノ酸〜約３０アミノ酸、約３０アミノ酸〜約４０アミノ酸、または約４０アミノ酸〜約５０アミノ酸の長さを有し得る。

使用に適したシグナル配列は、以下のうちの１つなどのアミノ酸配列に対して９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％のアミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列を含み得る：

１）ｈＣｈＲ２のシグナルペプチド（例えば、ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧＲＥＬＬＦＶＴＮＰＶＶＶＮＧＳ（配列番号８５））

２）神経細胞のニコチン性アセチルコリン受容体のβ２サブユニットシグナルペプチド（例えば、ＭＡＧＨＳＮＳＭＡＬＦＳＦＳＬＬＷＬＣＳＧＶＬＧＴＥＦ（配列番号８６））；

３）ニコチン性アセチルコリン受容体シグナル配列（例えば、ＭＧＬＲＡＬＭＬＷＬＬＡＡＡＧＬＶＲＥＳＬＱＧ（配列番号８７））；及び

４）ニコチン性アセチルコリン受容体シグナル配列（例えば、ＭＲＧＴＰＬＬＬＶＶＳＬＦＳＬＬＱＤ（配列番号８８））。

シグナル配列は、約１０アミノ酸〜約５０アミノ酸、例えば、約１０アミノ酸〜約２０アミノ酸、約２０アミノ酸〜約３０アミノ酸、約３０アミノ酸〜約４０アミノ酸、または約４０アミノ酸〜約５０アミノ酸の長さを有し得る。

本開示の光活性化アニオンチャネルタンパク質と共に使用するのに適した小胞体（ＥＲ）移行配列としては、例えば、ＶＸＸＳＬ（ここで、Ｘは、任意のアミノ酸である）（例えば、ＶＫＥＳＬ（配列番号８９）；ＶＬＧＳＬ（配列番号９０）；など）；ＮＡＮＳＦＣＹＥＮＥＶＡＬＴＳＫ（配列番号９１）；ＦＸＹＥＮＥ（配列番号９２）（ここで、Ｘは、任意のアミノ酸である）、例えば、ＦＣＹＥＮＥＶ（配列番号９３）；などが挙げられる。ＥＲ移行配列は、約５アミノ酸〜約２５アミノ酸、例えば、約５アミノ酸〜約１０アミノ酸、約１０アミノ酸〜約１５アミノ酸、約１５アミノ酸〜約２０アミノ酸、または約２０アミノ酸〜約２５アミノ酸の長さを有し得る。

いくつかの実施形態において、タンパク質中のシグナルペプチド配列を削除するか、または異なるタンパク質からのシグナルペプチド配列と置換することができる。

ポリヌクレオチド及びベクター
本開示の態様としては、本明細書に記載の１つまたは複数の主題のタンパク質（例えば、上述のような１つまたは複数の光活性化アニオンチャネルタンパク質）をコードするヌクレオチド配列を含む、ポリヌクレオチドなどの核酸が挙げられる。いくつかの実施形態において、主題のポリヌクレオチドは、発現カセットを含み、発現カセットは、ポリヌクレオチドによってコードされた１つまたは複数のタンパク質の標的細胞中での発現に利用される複数の構成要素（例えば、複数のコード配列）を含有する。

いくつかの実施形態において、主題のタンパク質をコードするポリヌクレオチドの部分は、プロモーター配列に機能的に連結される。標的細胞中で機能する任意の適切なプロモーターは、主題のポリヌクレオチドの発現に使用することができる。特定の実施形態において、プロモーター配列は、特定の標的細胞型または特定の組織型に特異的なプロモーター、例えば、特定のニューロンプロモーターまたは汎ニューロンプロモーターであり得る。特定の動物細胞中でポリヌクレオチドの発現を駆動するのに有用であるプロモーターの開始制御領域は多数であり、当業者によく知られている。主題のポリヌクレオチドの発現を駆動できる実質的に任意のプロモーターを使用することができる。いくつかの実施形態において、主題のタンパク質の発現の駆動に使用されるプロモーターは、Ｔｈｙ１プロモーターであり得る（例えば、Ｌｌｅｗｅｌｌｙｎら，２０１０，Ｎａｔ．Ｍｅｄ．，１６（１０）：１１６１−１１６６を参照されたい）。いくつかの実施形態において、主題のタンパク質の発現の駆動に使用されるプロモーターは、ヒトシナプシン（ｈＳｙｎ）プロモーター、ヒト伸長因子１−α（ＥＦ１α）プロモーター、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）プロモーター、ＣＭＶ初期エンハンサー／ニワトリβアクチン（ＣＡＧ）プロモーター、シナプシン−Ｉプロモーター（例えば、ヒトシナプシン−Ｉプロモーター）、ヒトシヌクレイン１プロモーター、ヒトＴｈｙ１プロモーター、カルシウム／カルモジュリン依存性のキナーゼＩＩα（ＣＡＭＫＩＩα）プロモーター、または標的細胞中での主題の核酸配列の発現を駆動することができる任意の他のプロモーターであり得る。

いくつかの実施形態において、プロモーターは、誘導可能プロモーターであり得る。例えば、プロモーターは、外来的に投与された薬物に反応するトランス作用因子によって誘導することができる。誘導可能プロモーターの例としては、限定はされないが、テトラサイクリンオンプロモーターもしくはテトラサイクリンオフプロモーター、またはタモキシフェン誘導可能ＣｒｅＥＲが挙げられる。

いくつかの実施形態において、主題のポリヌクレオチドは、同じ転写物からの２つの別々のタンパク質の生成に使用することができるリボソームスキップ配列を含むことができる。かかる実施形態において、主題のポリヌクレオチドは、典型的には応答タンパク質に加えて光活性化タンパク質をコードするコード配列を含むであろう。これらの実施形態において、リボソームスキップ配列を２つのコード配列の間に配置して、同じ転写物から２つの別個のタンパク質（すなわち、光活性化タンパク質及び応答タンパク質）を産生することができる。

主題のポリヌクレオチドまたは本明細書に記載されるようなその任意の変異体を含む組換え発現ベクターもまた本明細書で提供される。本開示によるベクターには、ベクターのポリヌクレオチドから転写された場合に標的細胞の原形質膜上に主題のタンパク質の蓄積をもたらすＲＮＡ（例えば、ｍＲＮＡ）をコードするヌクレオチド配列を含むベクターも含まれる。使用してもよいベクターとしては、限定はされないが、レンチウイルスベクター、ＨＳＶベクター、アデノウイルスベクター、及びアデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）ベクターが挙げられる。レンチウイルスとしては、限定はされないが、ＨＩＶ−１、ＨＩＶ−２、ＳＩＶ、ＦＩＶ及びＥＩＡＶが挙げられる。レンチウイルスには、ＶＳＶ、狂犬病ウイルス、Ｍｏ−ＭＬＶ、バキュロウイルス及びエボラウイルスが含まれるが、これらに限定されない他のウイルスのエンベロープタンパク質によりシュードタイプ化することができる。そのようなベクターは、当該技術分野において標準的な方法を用いて調製することができる。

いくつかの実施形態において、ベクターは、組換えＡＡＶベクターであり得る。ＡＡＶベクターは、それらが感染する細胞のゲノムの中へ、安定的かつ部位特異的な様式で組み込むことができる比較的小さいサイズのＤＮＡウイルスである。それらは、細胞の増殖、形態または分化に対する任意の効果を誘導せずに幅広い範囲の細胞に感染することができ、ヒト病理に関与するようには思われない。ＡＡＶゲノムをクローン化、配列決定、及び特徴づけた。それはおよそ４７００塩基を包含し、各々の末端でおよそ１４５塩基の逆方向末端反復（ＩＴＲ）領域（ウイルスのための複製起点として役立つ）を含有する。ゲノムの残りは、カプシド形成機能を保有する２つの必須領域（ウイルス複製及びウイルス遺伝子の発現に関与するｒｅｐ遺伝子を含有するゲノムの左側パート；並びにウイルスのカプシドタンパク質をコードするｃａｐ遺伝子を含有するゲノムの右側パート）に分けられる。

ＡＡＶベクターは、当該技術分野において標準的な方法を用いて調製することができる。任意の血清型のアデノ随伴ウイルスが適切である（例えば、Ｂｌａｃｋｌｏｗ、「ＰａｒｖｏｖｉｒｕｓｅｓａｎｄＨｕｍａｎＤｉｓｅａｓｅ」Ｊ．Ｒ．Ｐａｔｔｉｓｏｎ編（１９８８）の１６５〜１７４ページ；Ｒｏｓｅ，ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＶｉｒｏｌｏｇｙ３：１，１９７４；Ｐａｒｖｏｖｉｒｕｓｅｓ（ＪＲＫｅｒｒ，ＳＦＣｏｔｍｏｒｅ．ＭＥＢｌｏｏｍ，ＲＭＬｉｎｄｅｎ，ＣＲＰａｒｒｉｓｈ編）５〜１４ページ、ＨｕｄｄｅｒＡｒｎｏｌｄ，Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ（２００６）中のＰ．Ｔａｔｔｅｒｓａｌｌ「ＴｈｅＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＰａｒｖｏｖｉｒｕｓＴａｘｏｎｏｍｙ」；及びＤＥＢｏｗｌｅｓ，ＪＥＲａｂｉｎｏｗｉｔｚ，ＲＪＳａｍｕｌｓｋｉ「ＴｈｅＧｅｎｕｓＤｅｐｅｎｄｏｖｉｒｕｓ」（ＪＲＫｅｒｒ，ＳＦＣｏｔｍｏｒｅ．ＭＥＢｌｏｏｍ，ＲＭＬｉｎｄｅｎ，ＣＲＰａｒｒｉｓｈ編）１５〜２３ページ、ＨｕｄｄｅｒＡｒｎｏｌｄ，Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ（２００６）を参照されたい、これらの開示の各々は、それらの全体が参照によって本明細書に援用される）。ベクターの精製方法は、例えば、「ＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＨｉｇｈＴｉｔｅｒＨｅｌｐｅｒ−ｆｒｅｅＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＲｅｃｏｍｂｉｎａｎｔＡＡＶＶｅｃｔｏｒｓ」という題名の米国特許第６，５６６，１１８号、同第６，９８９，２６４号、及び同第６，９９５，００６号、並びにＷＯ／１９９９／０１１７６４中で見出すことができ、これらの開示は、それらの全体が参照によって本明細書に援用される。バキュロウイルス系においてＡＡＶベクターを調製する方法は、例えば、ＷＯ２００８／０２４９９８に記載されている。ＡＡＶベクターは、自己相補的または一本鎖であり得る。ハイブリッドベクターの調製は、例えば、ＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２７０９１に記載されており、この開示は、その全体が参照によって本明細書に援用される。インビトロ及びインビボにおいて遺伝子を導入するためのＡＡＶ由来ベクターの使用は、記載されている（例えば、国際特許出願公開番号ＷＯ９１／１８０８８及びＷＯ９３／０９２３９；米国特許第４，７９７，３６８号、同第６，５９６，５３５号、及び同第５，１３９，９４１号；並びに欧州特許第０４８８５２８号を参照されたい、これら全ては、それらの全体が参照によって本明細書に援用される）。これらの刊行物は、ｒｅｐ遺伝子及び／またはｃａｐ遺伝子が欠失し、対象の遺伝子によって置換されている種々のＡＡＶ由来構築物、及びインビトロ（培養細胞の中へ）またはインビボ（直接生物の中へ）で目的の遺伝子を導入するためのこれらの構築物の使用について記載している。本開示による複製欠損組換えＡＡＶは、２つのＡＡＶ逆方向末端配列（ＩＴＲ）領域に挟まれた目的の核酸配列を含有するプラスミド及びＡＡＶカプシド形成遺伝子（ｒｅｐ遺伝子及びｃａｐ遺伝子）を保有するプラスミドを、ヒトヘルパーウイルス（例えば、アデノウイルス）に感染された細胞株の中へコトランスフェクションすることによって調製することができる。次いで、産生されたＡＡＶ組換え体は、標準的な技法によって精製される。

いくつかの実施形態において、本開示の方法で使用されるベクター（複数可）は、ウイルス粒子（例えば、ＡＡＶ１、ＡＡＶ２、ＡＡＶ３、ＡＡＶ４、ＡＡＶ５、ＡＡＶ６、ＡＡＶ７、ＡＡＶ８、ＡＡＶ９、ＡＡＶ１０、ＡＡＶ１１、ＡＡＶ１２、ＡＡＶ１３、ＡＡＶ１４、ＡＡＶ１５、及びＡＡＶ１６が挙げられるが、これらに限定されないＡＡＶウイルス粒子）中でカプシド形成される。従って、本開示には、本明細書に記載のベクターのいずれかを含む組換えウイルス粒子（それが組換えポリヌクレオチドを含有するので組換え体である）が含まれる。そのような粒子を生産する方法は、当該技術分野において公知であり、米国特許第６，５９６，５３５号に記載されており、この開示は、その全体が参照によって本明細書に援用される。

いくつかの実施形態において、主題のアニオンチャネルタンパク質は、哺乳動物の脳において特定のニューロン集団を標的にする種々のプロモーター及び／または蛍光タンパク質（ＸＦＰ）と組み合わせることができる。例えば、以下のアデノ随伴ベクター（ＡＡＶ）：ＡＡＶ−ＣａｍＫＩＩ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ｈＳｙｎ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ｍＴｈｙ１−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶｍＴｈｙ１−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＧＦＡＰ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＶＧＡＴ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＰＥＴ１−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＮＰＹ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＳＳＴ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＡＶＰ５．５−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−Ｅｆ１ａ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＦＬＥＸ−ｒｅｖ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＣＡＧ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ＡＡＶ−ＣＡＧ−ＦＬＥＸ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、及びそれらの構成要素は、限定せずに使用することができる。ポリヌクレオチドと関連して使用することができる他のＡＡＶベクターには、Ｃｒｅ及びＦｌｐ：ＡＡＶ−Ｅｆ１ａ−ＤＩＯ（Ｃｒｅ）−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ（Ｃｒｅ依存性発現）、ＡＡＶ−Ｅｆ１ａ−ＤＩＯ（Ｆｌｐ）−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ（Ｆｌｐ依存性発現）、ＡＡＶ−Ｅｆ１ａ−ＤＩＯ（Ｃｒｅ）−ＤＩＯ（Ｆｌｐ）−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ（Ｃｒｅ及びＦｌｐ依存性発現）などのリコンビナーゼの制御下でタンパク質を発現させる二つのｌｏｘＰに挟まれた反転リーディングフレーム（ＤＩＯ）を有するものが含まれる。

別の主要なウイルス形質導入系は、以下の電位発現ベクター：ｐＬｅｎｔｉ−ＣａｍＫＩＩ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−Ｅｆ１ａ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−ｍＴｈｙ１−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−ｈＴｈｙ１−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−ｈＳｙｎ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−ＶＧＡＴ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ、ｐＬｅｎｔｉ−Ｈｃｒｔ−ｉＣｈＲＸＦＰを含むレンチウイルスを利用する。単純ヘルペスウィルス（ＨＳＶ）を利用して、以下の発現ベクター：ＨＳＶ−ＥＦ１ａ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ及びＨＳＶＥＦ１ａ−ＤＩＯ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰを含むシナプス（順行性）を用いて対象のタンパク質をシナプスに（順行性）輸送することができる。狂犬病ウイルス及び仮性狂犬病ウイルスを利用して、以下の発現ベクター：ＳＡＤ（ｄｅｌｔａ）Ｇ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ及びＳＡＤ（ｄｅｌｔａ）Ｇ−ＤＩＯｉＣｈＲ−ＸＦＰを用いてシナプスに逆行性輸送することができる。他の哺乳類発現ベクターには、ｐｃＤＮＡ３．１−ＣＭＶ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰ及びｐＣＡＧＧＳ−ｉＣｈＲ−ＸＦＰが含まれる。

ニューロン特異的プロモーター及び他の調節因子（例えば、エンハンサー）は、当該技術分野において公知である。適切なニューロン特異的制御配列としては、限定はされないが、神経特異的エノラーゼ（ＮＳＥ）プロモーター（例えば、ＥＭＢＬＨＳＥＮＯ２、Ｘ５１９５６を参照；また、例えば、米国特許第６，６４９，８１１号、米国特許第５，３８７，７４２号も参照）；芳香族アミノ酸脱炭酸酵素（ＡＡＤＣ）プロモーター；神経フィラメントプロモーター（例えば、ＧｅｎＢａｎｋＨＵＭＮＦＬ、Ｌ０４１４７を参照）；シナプシンプロモーター（例えば、ＧｅｎＢａｎｋＨＵＭＳＹＮＩＢ、Ｍ５５３０１を参照）；ｔｈｙ−１プロモーター（例えば、Ｃｈｅｎｅｔａｌ．（１９８７）Ｃｅｌｌ５１：７−１９を参照；及びＬｌｅｗｅｌｌｙｎｅｔａｌ．（２０１０）Ｎａｔ．Ｍｅｄ．１６：１１６１）；セロトニン受容体プロモーター（例えば、ＧｅｎＢａｎｋＳ６２２８３を参照）；チロシン水酸化酵素プロモーター（ＴＨ）（例えば、Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ．Ｒｅｓ．１５：２３６３−２３８４（１９８７）及びＮｅｕｒｏｎ６：５８３−５９４（１９９１）を参照）；ＧｎＲＨプロモーター（例えば、Ｒａｄｏｖｉｃｋｅｔａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８８：３４０２−３４０６（１９９１）を参照）；Ｌ７プロモーター（例えば、Ｏｂｅｒｄｉｃｋｅｔａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ２４８：２２３−２２６（１９９０）を参照）；ＤＮＭＴプロモーター（例えば、Ｂａｒｔｇｅｅｔａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８５：３６４８−３６５２（１９８８）を参照）；エンケファリンプロモーター（例えば、Ｃｏｍｂｅｔａｌ．，ＥＭＢＯＪ．１７：３７９３−３８０５（１９８８）を参照）；ミエリン塩基性タンパク質（ＭＢＰ）プロモーター；ＣＭＶエンハンサー／血小板由来増殖因子−βプロモーター（例えば、Ｌｉｕｅｔａｌ．（２００４）ＧｅｎｅＴｈｅｒａｐｙ１１：５２−６０を参照）；運動ニューロン特異的遺伝子Ｈｂ９プロモーター（例えば、米国特許第７，６３２，６７９号；及びＬｅｅｅｔａｌ．（２００４）Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ１３１：３２９５−３３０６を参照）；及びＣａ（^２＋）−カルモジュリン−依存性プロテインキナーゼＩＩのαサブユニット（ＣａＭＫＩＩα）のプロモーター（例えば、Ｍａｙｆｏｒｄｅｔａｌ．（１９９６）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ９３：１３２５０を参照）が挙げられる。

宿主細胞
本開示は、主題の核酸で遺伝子改変された、単離された遺伝子改変宿主細胞（例えば、インビトロ細胞）を提供する。いくつかの実施形態において、主題の単離された遺伝子改変宿主細胞は、本開示のオプシンを生成することができる。

適切な宿主細胞としては、哺乳類細胞、昆虫宿主細胞、酵母細胞などの真核性宿主細胞；及び細菌細胞などの原核細胞が挙げられる。宿主細胞中への主題の核酸の導入は、例えば、リン酸カルシウム沈殿、ＤＥＡＥデキストラン媒介性トランスフェクション、リポソーム媒介性トランスフェクション、エレクトロポレーション、または他の公知の方法によって達成することができる。

適切な哺乳類細胞としては、初代細胞及び不死化細胞株が挙げられる。場合によっては、哺乳類細胞は、ニューロン、例えば、非不死化（初代）ニューロンである。他の場合において、哺乳類細胞は、不死化細胞株である。

適切な哺乳類細胞株としては、ヒト細胞株、非ヒト霊長類細胞株、げっ歯類（例えば、マウス、ラット）細胞株などが挙げられる。適切な哺乳類細胞株としては、限定はされないが、ＨｅＬａ細胞（例えば、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関（ＡＴＣＣ）番号ＣＣＬ−２）、ＣＨＯ細胞（例えば、ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ９６１８、ＣＣＬ６１、ＣＲＬ９０９６）、２９３細胞（例えば、ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ−１５７３）、ベロ細胞、ＮＩＨ３Ｔ３細胞（例えば、ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ−１６５８）、Ｈｕｈ−７細胞、ＢＨＫ細胞（例えば、ＡＴＣＣ番号ＣＣＬ１０）、ＰＣ１２細胞（ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ１７２１）、ＣＯＳ細胞、ＣＯＳ−７細胞（ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ１６５１）、ＲＡＴ１細胞、マウスＬ細胞（ＡＴＣＣ番号ＣＣＬＩ．３）、ヒト胚腎臓（ＨＥＫ）細胞（ＡＴＣＣ番号ＣＲＬ１５７３）、ＨＬＨｅｐＧ２細胞などが挙げられる。

いくつかの実施形態において、細胞は、神経細胞または神経様細胞である。細胞は、ヒト、非ヒト霊長類、マウス、またはラット起源であるか、またはヒト、非ヒト霊長類、ラット、もしくはマウス以外の哺乳動物由来であり得る。適切な細胞株としては、限定はされないが、ヒト神経膠腫細胞株、例えば、ＳＶＧｐ１２（ＡＴＣＣＣＲＬ−８６２１）、ＣＣＦ−ＳＴＴＧ１（ＡＴＣＣＣＲＬ−１７１８）、ＳＷ１０８８（ＡＴＣＣＨＴＢ−１２）、ＳＷ１７８３（ＡＴＣＣＨＴＢ−１３）、ＬＬＮ−１８（ＡＴＣＣＣＲＬ−２６１０）、ＬＮＺＴＡ３ＷＴ４（ＡＴＣＣＣＲＬ−１１５４３）、ＬＮＺＴＡ３ＷＴ１１（ＡＴＣＣＣＲＬ−１１５４４）、Ｕ−１３８ＭＧ（ＡＴＣＣＨＴＢ−１６）、Ｕ−８７ＭＧ（ＡＴＣＣＨＴＢ−１４）、Ｈ４（ＡＴＣＣＨＴＢ−１４８）、及びＬＮ−２２９（ＡＴＣＣＣＲＬ−２６１１）；ヒト髄芽細胞腫由来細胞株、例えば、Ｄ３４２Ｍｅｄ（ＡＴＣＣＨＴＢ−１８７）、Ｄａｏｙ（ＡＴＣＣＨＴＢ−１８６）、Ｄ２８３Ｍｅｄ（ＡＴＣＣＨＴＢ−１８５）；ヒト腫瘍由来神経様細胞、例えば、ＰＦＳＫ−１（ＡＴＣＣＣＲＬ−２０６０）、ＳＫ−Ｎ−ＤＺ（ＡＴＣＣＣＲＬ−２１４９）、ＳＫ−Ｎ−ＡＳ（ＡＴＣＣＣＲＬ−２１３７）、ＳＫ−Ｎ−ＦＩ（ＡＴＣＣＣＲＬ−２１４２）、ＩＭＲ−３２（ＡＴＣＣＣＣＬ−１２７）など；マウス神経細胞株、例えば、ＢＣ３Ｈ１（ＡＴＣＣＣＲＬ−１４４３）、ＥＯＣ１（ＡＴＣＣＣＲＬ−２４６７）、Ｃ８−Ｄ３０（ＡＴＣＣＣＲＬ−２５３４）、Ｃ８−Ｓ（ＡＴＣＣＣＲＬ−２５３５）、Ｎｅｕｒｏ−２ａ（ＡＴＣＣＣＣＬ−１３１）、ＮＢ４１Ａ３（ＡＴＣＣＣＣＬ−１４７）、ＳＷ１０（ＡＴＣＣＣＲＬ−２７６６）、ＮＧ１０８−１５（ＡＴＣＣＨＢ−１２３１７）；ラット神経細胞株、例えば、ＰＣ−１２（ＡＴＣＣＣＲＬ−１７２１）、ＣＴＸＴＮＡ２（ＡＴＣＣＣＲＬ−２００６）、Ｃ６（ＡＴＣＣＣＣＬ−１０７）、Ｆ９８（ＡＴＣＣＣＲＬ−２３９７）、ＲＧ２（ＡＴＣＣＣＲＬ−２４３３）、Ｂ３５（ＡＴＣＣＣＲＬ−２７５４）、Ｒ３（ＡＴＣＣＣＲＬ−２７６４）、ＳＣＰ（ＡＴＣＣＣＲＬ−１７００）、ＯＡ１（ＡＴＣＣＣＲＬ−６５３８）が挙げられる。

適切な酵母細胞としては、限定はされないが、ピキア・パストリス、ピキア・フィンランディカ、ピキア・トレハロフィラ、ピキア・コクラマエ、ピキア・メムブラナエファキエンス、ピキア・オプンティアエ、ピキア・テルモトレランス、ピキア・サリクタリア、ピキア・グエルクウム、ピキア・ピジュペリ、ピキア・スティプティス、ピキア・メタノリカ、ピキア属種、サッカロマイセス・セレビシエ、サッカロマイセス属種、ハンセヌラ・ポリモルパ、クリベロマイセス属種、クリベロマイセス・ラクティス、カンジダ・アルビカンス、アスペルギルス・ニドランス、アスペルギルス・ニガー、アスペルギルス・オリゼ、トリコデルマ・レエセイ、クリソスポリウム・ルククノウェンセ、フザリウム属種、フザリウム・グラミネウム、フザリウム・ベネナツム、ネウロスポラ・クラサ、クラミドモナス・レインハルトチイなどが挙げられる。

適切な原核細胞としては、限定はされないが、大腸菌、ラクトバチルス属種、サルモネラ属種、赤痢菌属種などの種々の実験室株のうちのいずれかが挙げられる。例えば、Ｃａｒｒｉｅｒｅｔａｌ．（１９９２）Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１４８：１１７６−１１８１；米国特許第６，４４７，７８４号；及びＳｉｚｅｍｏｒｅｅｔａｌ．（１９９５）Ｓｃｉｅｎｃｅ２７０：２９９−３０２を参照されたい。本発明で使用することができるサルモネラ菌株の例としては、限定はされないが、チフス菌及びネズミチフス菌が挙げられる。適切な赤痢菌株としては、限定はされないが、シゲラ・フレックスネリ、ソンネ赤痢菌、及び志賀赤痢菌が挙げられる。典型的に、実験室株は非病原性の菌株である。他の適切な細菌の非限定例としては、限定はされないが、枯草菌、プチダ菌、緑膿菌、シュードモナス・メバロニイ、ロドバクター・スフェロイデス、ロドバクター・カプスラタス、ロドスピリルム・ルブラム、ロドコッカス属種などが挙げられる。いくつかの実施形態において、宿主細胞は、大腸菌である。

医薬組成物
本開示の態様には、主題のポリヌクレオチド、ベクター、またはその構成要素を含む医薬組成物が含まれる。主題の医薬組成物は、標的細胞が１つまたは複数の主題のタンパク質を発現するように、標的細胞を遺伝学的に修飾する目的のために対象に投与することができる。主題の医薬組成物は、いくつかの実施形態において、薬学的に許容される賦形剤を含むことができる。いくつかの実施形態において、医薬組成物は、標的細胞への主題のポリヌクレオチドまたはベクターの送達を促進する構成要素を含むことができ、トランスフェクション試薬またはその構成要素（脂質、ポリマーなど）が含まれるが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態において、主題の医薬組成物は、対象への注射に好適であり、例えば、滅菌済みであろう。例えば、いくつかの実施形態において、主題の医薬組成物は、対象への注射に好適であり、例えば、組成物は、滅菌済みであり、検出可能なパイロジェン及び／または他の毒素を含まない。

ビヒクル、アジュバント、担体、または希釈剤などの薬学的に許容される賦形剤は、公的に容易に利用可能である。さらに、ｐＨ調整剤及び緩衝剤、等張性調整剤、安定剤、湿潤剤などの薬学的に許容される補助物質は、同様に公的に容易に利用可能であり、本開示の医薬組成物の中へ限定されずに取り込むことができる。

標的の細胞及び組織
上で要約されるように、本開示の態様には、主題のポリヌクレオチドまたはその構成要素を標的細胞に送達することが含まれる。標的細胞は、一般的には、電気的インパルスを運搬または伝達する細胞、例えば、神経細胞である。いくつかの実施形態において、標的細胞は、例えば、感覚ニューロン、運動ニューロンまたは介在ニューロンであり得る。本開示の標的細胞には、中枢神経系の細胞及び／または末梢神経系の細胞が含まれ得る。いくつかの実施形態において、標的組織には、複数の神経線維、神経、神経細胞ガングリオン、神経筋接合部、神経によって支配される組織（筋肉、皮膚、または内分泌組織が含まれるが、これらに限定されない）、または解剖学的領域（脳または脊髄の部分または下位部分など）が含まれ得る。いくつかの実施形態において、標的組織は、個別の細胞の部分、例えば、神経細胞の特異的軸索であり得る。

一旦主題のポリヌクレオチドが標的の細胞または組織に送達されたならば、ポリヌクレオチドは、標的細胞に入り、発現される。いくつかの実施形態において、組織特異的プロモーターが活性である標的細胞中でのみ発現が起こるように、主題のポリヌクレオチドは、組織特異的プロモーターを含むことができる。この手法において、主題のポリヌクレオチドが標的細胞以外の細胞に送達されれば、組織特異的プロモーターはそれらの細胞中で不活性であるので、ポリヌクレオチドは、非標的細胞中で発現しないだろう。いくつかの実施形態において、外来的に投与された薬物がプロモーターを活性化する細胞内で十分な濃度である場合にのみポリヌクレオチドの発現が起こるように、主題のポリヌクレオチドは、誘導可能プロモーターを含有することができる。

システム及び装置
本開示の態様には、主題の方法の態様の実行に使用することができるシステム及び装置が含まれる。主題のシステムには、一般的には、上述のような、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質、及び標的組織または細胞に活性化波長の光を送達するための１つまたは複数の装置が含まれる。主題の方法における使用を見出される装置には、標的の細胞及び組織への主題のポリヌクレオチドの送達に使用できる送達装置、主題の光活性化タンパク質を発現する標的細胞の照射に使用できる光生成装置、及び特異的な標的の細胞または組織への光の送達の制御に使用できる制御装置が含まれる。これらの構成要素の各々は、さらに以下に記述される。

送達装置
本開示の態様には、標的細胞への主題の医薬組成物の送達に使用できる送達装置が含まれる。主題の送達装置は、主題の医薬組成物の規則的な用量、非規則的な用量、プログラムされた用量、または臨床医もしくは患者により活性化された用量を１つまたは複数の標的細胞に提供して、標的細胞が主題のタンパク質（複数可）を所望の期間にわたって発現し続けることを保証することができる。

主題の送達装置は、一般的には様々な構成要素、例えば、リザーバー、ポンプ、アクチュエーター、チューブ構成要素、針、カテーテル、及び患者の標的の細胞または組織への主題の医薬組成物の送達に好適な任意の他の構成要素を含むことができる。送達装置は、コンピューターでの操作を促進する構成要素、例えば、電力源、メモリーを含むプロセッサー、ユーザー入力装置、及び／またはグラフィカルユーザーインターフェースも含むことができる。いくつかの実施形態において、送達装置は、患者内に完全にまたは部分的に埋込み可能であり得る。いくつかの実施形態において、送達装置は、介護者によって操作することができ、装置は、患者の身体の部分の中、例えば、患者の脳の中に導入され、主題の医薬組成物は、標的組織、例えば、患者の脳の部分に送達される。いくつかの実施形態において、医薬組成物の送達に続いて、装置を除去してもよい。他の実施形態において、装置は、追加の医薬組成物の後の送達のためにその場に維持してもよい。

光生成装置
本開示の態様には、主題のタンパク質の１つまたは複数を発現する標的細胞への光の送達に使用できる光生成装置が含まれる。本開示の実施形態による光生成装置は、一般的には装置上の１つまたは複数の光源から多様な異なる波長の光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、１つまたは複数の主題のタンパク質を発現する標的細胞の周囲または近くに配置できる光カフまたは光スリーブを含むことができる。いくつかの実施形態において、光源の部分または光源全体は、埋込み可能であり得る。主題の光生成装置は、本明細書において開示される光活性化タンパク質の刺激のために有用な任意の構成であり得る。いくつかの実施形態において、例えば、光生成装置は、標的の細胞または組織の排他的な照射を促進する構成要素を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、光生成装置は、標的細胞、標的細胞の部分（例えば神経細胞の特定の軸索）、または特定の解剖学的構造（例えば、神経線維の束、標的組織、または脊髄の部分など）へ排他的に光を方向付けることができる。「排他的に光を方向付ける」によって、光生成装置は、特異的な標的構造のみへ光を送達し、他の構造を照射しないことが意味される。例えば、いくつかの実施形態において、光生成装置は、神経細胞の軸索を照射するように構成されてもよいが、神経細胞の任意の他の部分を照射しなくてもよい。この手法において、光生成装置からの光は、照射される特異的な標的構造中の光活性化タンパク質のみに影響する。

本開示の態様には、光を１つまたは複数の２次元及び／または３次元パターンで１つまたは複数の標的位置、例えば、限定されないが、標的組織及び／または解剖学的構造の１つまたは複数の部分（例えば、多層）に送達するように構成されている１つまたは複数の光源を含む光送達装置が含まれる。特定の実施形態において、光送達装置は、複数の光源（例えば、複数のレーザー光源、ＬＥＤなど）、並びに光を所望の様式に曲げるかまたは形成するように構成されている任意の適切な数の光ガイドを含むことができる。光送達装置の例としては、米国特許第８，５４５，５４３号に提供されており、この開示は、その全体が参照によって本明細書に援用される。

いくつかの実施形態において、光生成装置は、光活性化タンパク質を発現する標的細胞を含有する領域を完全には囲まず、むしろＵ字形を有し得る。いくつかの実施形態において、光生成装置は、特定の領域または標的構造（例えば、特異的なニューロン領域）への光生成装置のガイドに使用できるアタッチメントアームを有することができる。アタッチメントアームは、光生成装置の埋込みに続いて除去することができるか、または対象の標的細胞に近傍の光生成装置の位置を固定するようにその場に残すことができる。

いくつかの実施形態において、主題の光生成装置は、内側本体を含むことができ、内側本体は、電力源に接続される光の生成のための少なくとも１つの手段を有する。いくつかの実施形態において、電力源は、光生成装置に電力を供給するための内蔵電池であり得る。いくつかの実施形態において、埋込み可能な光生成装置は、装置に電力を供給するための外部源から無線で送信された電磁エネルギーを受信するための外部アンテナを含むことができる。無線で送信された電磁エネルギーは、電波、マイクロ波、または光生成装置に電力を供給する外部源から送信できる任意の他の電磁エネルギー源であり得る。いくつかの実施形態において、光生成装置は、例えば、半導体または当該技術分野において公知の他のプロセスを使用して製造された集積回路によって制御される。

いくつかの実施形態において、光生成装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤは、青色光及び／または緑色光を生成することができる。他の実施形態において、ＬＥＤは、アンバー光及び／または黄色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、いくつかのマイクロＬＥＤは、光生成装置の内側本体内に埋め込まれる。他の実施形態において、光生成装置は、固体状態レーザーダイオードであるか、または光を生成することが可能な任意の他の手段である。光生成装置は、主題の光活性化タンパク質を活性化するのに十分な波長及び強度を有する光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、包括的に、約０．０５ｍＷ／ｍｍ^２、０．１ｍＷ／ｍｍ^２、０．２ｍＷ／ｍｍ^２、０．３ｍＷ／ｍｍ^２、０．４ｍＷ／ｍｍ^２、０．５ｍＷ／ｍｍ^２、約０．６ｍＷ／ｍｍ^２、約０．７ｍＷ／ｍｍ^２、約０．８ｍＷ／ｍｍ^２、約０．９ｍＷ／ｍｍ^２、約１．０ｍＷ／ｍｍ^２、約１．１ｍＷ／ｍｍ^２、約１．２ｍＷ／ｍｍ^２、約１．３ｍＷ／ｍｍ^２、約１．４ｍＷ／ｍｍ^２、約１．５ｍＷ／ｍｍ^２、約１．６ｍＷ／ｍｍ^２、約１．７ｍＷ／ｍｍ^２、約１．８ｍＷ／ｍｍ^２、約１．９ｍＷ／ｍｍ^２、約２．０ｍＷ／ｍｍ^２、約２．１ｍＷ／ｍｍ^２、約２．２ｍＷ／ｍｍ^２、約２．３ｍＷ／ｍｍ^２、約２．４ｍＷ／ｍｍ^２、約２．５ｍＷ／ｍｍ^２、約３ｍＷ／ｍｍ^２、約３．５ｍＷ／ｍｍ^２、約４ｍＷ／ｍｍ^２、約４．５ｍＷ／ｍｍ^２、約５ｍＷ／ｍｍ^２、約５．５ｍＷ／ｍｍ^２、約６ｍＷ／ｍｍ^２、約７ｍＷ／ｍｍ^２、約８ｍＷ／ｍｍ^２、約９ｍＷ／ｍｍ^２、または約１０ｍＷ／ｍｍ^２のうちのいずれかの強度を有する（これらの数の間の値を含む）光を生成する。いくつかの実施形態において、光生成装置は、少なくとも約１０Ｈｚ、例えば、最大約２５Ｈｚ、例えば、最大約５０Ｈｚ、例えば、最大約７５Ｈｚ、例えば、最大約１００Ｈｚの強度を有する光を生成する。

主題の光生成装置は、一般的には、約３５０ｎｍから最大約３６０ｎｍ、最大約３７０ｎｍ、最大約３８０ｎｍ、最大約３９０ｎｍ、最大約４００ｎｍ、最大約４１０ｎｍ、最大約４２０ｎｍ、最大約４３０ｎｍ、最大約４４０ｎｍ、最大約４５０ｎｍ、最大約４６０ｎｍ、最大約４７０ｎｍ、最大約４７５ｎｍ、最大約４８０ｎｍ、最大約４９０ｎｍ、最大約５００ｎｍ、最大約５１０ｎｍ、最大約５２０ｎｍ、最大約５３０ｎｍ、最大約５４０ｎｍ、最大約５５０ｎｍ、最大約５６０ｎｍ、最大約５７０ｎｍ、最大約５８０ｎｍ、最大約５９０ｎｍ、最大約６００ｎｍ、最大約６１０ｎｍ、最大約６２０ｎｍ、最大約６３０ｎｍ、最大約６３５ｎｍ、最大約６４０ｎｍ、最大約６５０ｎｍ、最大約６６０ｎｍ、最大約６７０ｎｍ、最大約６８０ｎｍ、最大約６９０ｎｍ、最大約７００ｎｍ、最大約７１０ｎｍ、最大約７２０ｎｍ、最大約７３０ｎｍ、最大約７４０ｎｍ、及び／または最大約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光を生成することができる。

いくつかの実施形態において、光生成装置は、約４００ｎｍ〜約４７５ｎｍの範囲の波長を有する紫色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、約４７５ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の波長を有する青色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、約５００ｎｍ〜約５６０ｎｍの範囲の波長を有する緑色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、約５６０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲の波長を有する黄色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、約５９０ｎｍ〜約６２０ｎｍの範囲の波長を有する橙色光を生成することができる。いくつかの実施形態において、光生成装置は、約６２０ｎｍ〜約６５０ｎｍの範囲の波長を有する赤色光を生成することができる。

いくつかの実施形態において、主題の光生成装置は、光源から光を送ることができ、標的構造に光を送達することができる１つまたは複数の光ファイバーを含むことができる。光ファイバーは、プラスチック材料またはガラス材料を含むことができ、いくつかの実施形態において、剛性構造によって収容することができなかった場所への光生成装置の設置を促進するように適切に柔軟であり得る。例えば、いくつかの実施形態において、光生成装置は、光を生成する光源に加えて、患者の身体上またはその中の様々な場所に配置することができる１つまたは複数の光ファイバーを含むことができる。光源からの光は、光ファイバーを介して通過することができ、角のまわりを通過し、光ファイバー中で曲がり、光ファイバーの端部で出現して、標的構造に光を送達する。

いくつかの実施形態において、主題の光生成装置は、光の異なる波長による標的組織の照射に使用することができる複数の光源を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、光生成装置は、第１の波長（例えば、赤色光）の光を生成する第１の光源、及び第２の波長（例えば、青色光）の光を生成する第２の光源を含むことができる。そのような光生成装置は、両方の波長の光による同じ標的組織の同時照射に使用することができるか、または第１の波長の光及び第２の波長の光により標的組織を交互に照射することができる。いくつかの実施形態において、かかる光生成装置は、同じ光源からの光を異なる標的組織に送達するのに使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、光生成装置は、第１の波長の光を第１の標的組織に送達し、第２の波長の光を異なる標的組織に送達することができる。

制御装置
本開示の態様には、主題のシステムの１つまたは複数の構成要素を制御または動作するように構成または適合されているコントローラー、プロセッサー（例えば、コンピューター）及びコンピューター読み取り可能な媒体が含まれる。いくつかの実施形態において、システムは、本明細書に記載されるようなシステムの１つまたは複数の構成要素と通信状態にあり、システムの態様を制御し、及び／または、主題のシステムの１つまたは複数の動作または機能を実行するように構成されているコントローラーを含む。いくつかの実施形態において、システムは、プロセッサー及びコンピューター読み取り可能な媒体を含み、これらは、メモリー媒体及び／または記録媒体を含むことができる。コンピューター読み取り可能なメモリー上のコンピューター読み取り可能なインストラクションとして具現化されたアプリケーション及び／またはオペレーティングシステムは、プロセッサーによって実行され、本明細書に記載の機能性のいくつかまたは全てを提供することができる。

いくつかの実施形態において、システムは、ユーザーからの入力を受信し、本明細書に記載される１つまたは複数の方法を実行するように適合または構成されているユーザーインターフェース、例えば、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を含む。いくつかの実施形態において、ＧＵＩは、データまたは情報をユーザーに表示するように構成されている。

本開示の態様には、主題の光生成装置から放射される光の量を制御または調節することができる制御装置が含まれる。いくつかの実施形態において、制御装置は、光生成装置から標的組織に送達される光の波長及び／または強度を調節するように構成することができる。いくつかの実施形態において、制御装置は、光生成装置から標的組織に送達される光の周波数及び／または継続期間を調節するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、制御装置は、光生成装置からの光のパルスを標的組織に送達するように構成することができる。標的組織が、ユーザー入力などによって、例えば、規則的または不規則な率で光生成装置からの光により照射されるように、制御装置は、光パルスの周波数及び／または継続期間を調節することができる。いくつかの実施形態において、制御装置は、約１ミリ秒以下から最大約１秒、最大約１０秒、最大約２０秒、最大約３０秒、最大約４０秒、最大約５０秒、最大約６０秒、またはそれ以上までの範囲の継続期間を有する、光生成装置から光のパルスを生成することができる。いくつかの実施形態において、制御装置は、１ミリ秒あたり１パルスから１秒あたり最大約１パルス、１分あたり最大約１パルス、１０分あたり最大約１パルス、２０分あたり最大約１パルス、３０分あたり最大約１パルスの周波数を有する、光生成装置から光のパルスを生成することができる。

いくつかの実施形態において、主題の制御装置は、送信コイルに取り付けできる電力源を含むことができる。いくつかの実施形態において、電池は、電力をそれに提供するための電力源に接続することができる。スイッチは電力源に接続することができ、操作者（例えば、患者または介護者）が手動で電力源を作動または停止することを可能にする。いくつかの実施形態において、スイッチの作動に際して、電力源は、制御装置上の送信コイルと埋込み可能な光生成装置（光カフまたは光スリーブなど）の外部アンテナとの間の電磁結合を介して光生成装置に電力を提供することができる。送信コイルは、光生成装置に電力を供給し、かつ、光生成装置に１つまたは複数の制御信号を送信するために、その近傍である場合に、埋込み可能な光生成装置の外部アンテナと電磁結合を確立することができる。いくつかの実施形態において、制御装置の送信コイルと埋込み可能な光生成装置の外部アンテナとの間の電磁結合は、高周波磁気インダクタンス結合であり得る。高周波磁気インダクタンス結合が使用される場合、電波の操作上の周波数は、包括的に、約１〜２０ＭＨｚの間であり得、これらの数の間の任意の値（例えば、約１ＭＨｚ、約２ＭＨｚ、約３ＭＨｚ、約４ＭＨｚ、約５ＭＨｚ、約６ＭＨｚ、約７ＭＨｚ、約８ＭＨｚ、約９ＭＨｚ、約１０ＭＨｚ、約１１ＭＨｚ、約１２ＭＨｚ、約１３ＭＨｚ、約１４ＭＨｚ、約１５ＭＨｚ、約１６ＭＨｚ、約１７ＭＨｚ、約１８ＭＨｚ、約１９ＭＨｚ、または約２０ＭＨｚ）を含む。しかしながら、他の結合技術（受光器、赤外線、または生物医学的遠隔測定システムなど）を使用することができる（例えば、Ｋｉｏｕｒｔｉ、「ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＴｅｌｅｍｅｔｒｙ：ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＩｍｐｌａｎｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓａｎｄｔｈｅＥｘｔｅｒｎａｌＷｏｒｌｄ」、Ｏｐｔｉｃｏｎ１８２６，（８）：Ｓｐｒｉｎｇ，２０１０を参照されたい）。

ここで図８へ移って、光学的刺激システム１００の第１の事例を図示する。光学的刺激システム１００は、標的組織、例えば、患者の脳組織１０７に主題のポリヌクレオチドを送達するための送達装置１０１を含む。光生成装置１０２、制御装置１０３、及び光生成装置１０２によって生成した光を光カフ１０６上に配置された光アレイ１０５に運搬するための光ファイバー１０４も提供される。

ここで図９へ移って、光学的刺激システム１１０の第２の事例を図示する。光学的刺激システム１１０は、標的組織、例えば、患者の脳組織１０７に主題のポリヌクレオチドを送達するためのカテーテル１１２を含む。光生成装置１０２、制御装置１０３、及び光生成装置１０２によって生成した光を光ファイバー１０４の端部にへ運搬するための光ファイバー１０４も提供される。

ここで図１０へ移って、光学的刺激システム１２０の第３の事例を図示する。光学的刺激システム１２０は、光生成装置１０２、制御装置１０３、及び光生成装置１０２によって生成した光を患者の脊髄１２１に沿った様々な位置に運搬するための光ファイバー１０４を含む。

方法
本開示の態様には、標的細胞における活動電位の光遺伝学的調節のための方法が含まれる。主題の方法は、一般的には、標的細胞の中に光活性化アニオンチャネルタンパク質を導入することと、活性化波長の光で標的細胞を照射することを含む。活性化波長の光で標的細胞を照射することにより、光活性化アニオンチャネルタンパク質は、１つまたは複数のアニオンが標的細胞の原形質膜を通過できるようにさせる。アニオンの、標的細胞の原形質膜の通過は、所望の効果、例えば、原形質膜の膜電位の調節を有する。いくつかの実施形態において、アニオン種の、原形質膜の通過は、患者における１つまたは複数の神経学的応答またはプロセスの調節に使用することができ、したがって患者における疾患または状態の治療に使用することができる。それゆえ、いくつかの実施形態において、主題の方法は、状態、例えば、神経学的状態について本明細書で提供されるシステム及び装置を用いて患者を治療することを含む。主題の方法をここで以下により詳細に記述する。

標的細胞における膜電位の調節
いくつかの実施形態において、主題の方法は、主題のシステム及び装置を用いて標的細胞における膜電位を調節することを含む。いくつかの実施形態において、標的細胞がタンパク質を発現するように、主題の光活性化アニオンチャネルタンパク質をコードする核酸を標的細胞の中に導入する。次いで、標的細胞は、光生成装置を用いて活性化波長の光で照射される。光活性化アニオンチャネルタンパク質の照射は、光に応答して１つまたは複数のアニオンの、細胞の原形質膜を通る移動をもたらす。いくつかの実施形態において、例えば、光活性化アニオンチャネルタンパク質は、塩化物アニオンチャネルタンパク質であり、光に応答して、アニオンチャネルタンパク質は、塩化物イオンが原形質膜の外側から原形質膜の内側へ通過できるようにする。特定の実施形態において、光活性化塩化物アニオンチャネルの活性化は、細胞の過分極をもたらす。特定の実施形態において、光活性化塩化物アニオンチャネルの活性化は、神経細胞を活動電位生成閾値まで、または活動電位生成閾値を超えて脱分極せずに、神経細胞膜の過分極及び活動電位の阻害をもたらす。

軸索投射に沿った活性の特異的阻害
いくつかの実施形態において、主題の方法は、主題のシステム及び装置を用いて、神経細胞の一部に沿って（例えば、神経細胞の軸索に沿って、または神経細胞の軸索投射の末端で）活性を阻害及び／または遮断することを含む。例えば、いくつかの実施形態において、主題の方法は、主題の光活性化アニオンチャネルタンパク質を神経細胞に導入することを含む。タンパク質をコードするポリヌクレオチドは、神経細胞の中に導入され、タンパク質は、神経細胞によって発現され、神経細胞の原形質膜に挿入される。

次に、光生成装置が作動された場合に、神経細胞の標的部分（例えば、神経細胞の軸索または軸索の一部）が活性化波長の光で照射されるように光生成装置を配置する。次に、光生成装置が作動されて、所望の神経細胞またはその一部に光を送達し、光活性化アニオンチャネルタンパク質が、アニオンが神経細胞の原形質膜を通過できるようにさせる。いくつかの実施形態において、光活性化アニオンチャネルタンパク質は、塩化物イオンが神経細胞膜の外側から神経細胞膜の内側へ通過できるようにする塩化物アニオンチャネルタンパク質である。これは、神経細胞膜を活動電位生成閾値まで、または活動電位生成閾値を超えて脱分極せずに、神経細胞の原形質膜の過分極をもたらす。

神経細胞の原形質膜の過分極は、膜を活動電位閾値に脱分極するのに必要な刺激を増加させることによって活動電位を阻害する。従って、主題の方法を用いて、神経細胞または神経細胞の特定部分に活性化波長の光を送達することによって特定の神経細胞またはその一部（例えば、軸索またはその一部）における活動電位を遮断または阻害することができる。重要なのは、活動電位は、主題の光活性化アニオンチャネルタンパク質を活性化する波長の光で照射されない神経細胞または軸索の他の部分を透過することもできる。この手法において、特異性は、特定の標的細胞またはその特定部分における活動電位を阻害するために達成される。

活動電位を伴う疾患または状態のモデリング
いくつかの実施形態において、主題の方法を用いて、対象における特定の疾患または状態、例えば、細胞内の活動電位の不適切な形成、及び／または活動電位形成の不適切な遮断を伴うかまたはに起因する状態を研究及び／またはモデリングすることができる。例えば、主題の方法を用いて、標的細胞、例えば、特定の標的神経細胞における活動電位の形成を特異的に阻害し、これらの細胞における活動電位形成の遮断効果を研究することができる。いくつかの実施形態において、主題の方法を用いて、標的細胞の特定の部分、例えば、標的神経細胞の軸索における活動電位の形成を選択的に阻害し、標的細胞の選択部分における活動電位形成の阻害効果を研究することができる。そのような方法は、活動電位が標的細胞またはその一部において適切に形成し損なう疾患または状態、または活動電位が標的細胞またはその一部において誤って形成される疾患または状態のモデルとして使用することができる。

いくつかの実施形態において、主題の方法を用いて、例えば、標的細胞における活動電位の形成または標的細胞における活動電位の形成の失敗を伴う疾患または状態の治療に有効であり得る化合物をスクリーニングすることができる。いくつかの実施形態において、スクリーニング方法は、細胞をインビトロで培養することと、培養細胞がアニオンチャネルタンパク質を発現するように、培養細胞を、１つまたは複数の主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質をコードする核酸に接触させることとを含む。アニオンチャネルタンパク質を発現する培養細胞を試験化合物に接触させた後、細胞を活性化波長の光に曝露させて、細胞内またはその一部内の活動電位の形成を阻害する。試験化合物が、活動電位形成を阻害している間に細胞から所望の効果または応答を引き起こす能力は、特定の疾患または状態の治療に有用であり得る。

いくつかの実施形態において、主題の方法は、標的細胞内またはその一部内の活動電位の不適切な形成と関連付けられた疾患または状態、または標的細胞内またはその一部内の活動電位の形成の遮断と関連付けられた疾患または状態の動物モデル（例えば、限定されないが、トランスジェニック動物モデル）で使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、動物の標的細胞（神経細胞、例えば、げっ歯類の脳細胞など）は、アニオンチャネルタンパク質が標的細胞によって発現されるように、主題の遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質をコードする核酸と接触させることができる。次に、標的細胞を活性化波長の光で照射し、標的細胞における活動電位の形成を阻害する。その後、動物上の標的細胞内またはその一部内の活動電位形成を阻害する効果を検査することができる。１つまたは複数の遺伝子産物を過剰発現するトランスジェニック動物、または１つまたは複数の遺伝子産物を発現し損なう「ノックアウト」トランスジェニック動物を使用して、標的細胞における活動電位の形成における特定の遺伝子産物の役割を調査することができる。

治療の方法
場合によっては、主題の方法は、標的細胞の活性をインビボで調節することを含む。主題の光応答性アニオンチャネルポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を標的細胞の中に導入し、それにより、コードされた光応答性アニオンチャネルポリペプチドが、細胞で産生され；光応答性アニオンチャネルポリペプチドが、活性化波長の光への曝露によって活性化される。

いくつかの実施形態において、主題の方法は、患者内の標的細胞の活動電位を光遺伝学的に調節することによって、状態または障害、例えば、神経学的状態または障害について患者を治療することに使用する。いくつかの実施形態において、主題の方法は、遺伝子操作された光活性化アニオンチャネルタンパク質を患者内の標的組織中に導入することを含む。いくつかの実施形態において、主題のアニオンチャネルタンパク質を標的組織の中に導入することは、主題の送達装置を用いて達成される。主題のアニオンチャネルタンパク質をコードするポリヌクレオチドを標的組織の中に導入し、標的組織中の標的細胞（例えば、神経細胞）によってタンパク質を発現し、神経細胞の原形質膜の中に挿入する。

次に、光生成装置が活性化された場合に、活性化波長の光で標的組織を照射するように光生成装置を配置する。光生成装置を（患者または介護者（例えば、医療関係者）のいずれかによって）作動し、標的組織に光を送達し、光活性化アニオンチャネルタンパク質が、アニオン（例えば、塩化物アニオン）が原形質膜を通過し、かつ、原形質膜を過分極できるようにさせることによって、標的組織の細胞（複数可）内の活動電位の形成を阻害する。

それゆえ、細胞内の活動電位の形成は、光パルスの効果の継続期間中に遮断され、原形質膜の過分極をもたらす。従って、主題の方法を用いて、主題のアニオンチャネルタンパク質を神経細胞の中に導入し、神経細胞を光生成装置からの活性化波長の光で照射することによって神経細胞における活動電位の形成を遮断することができる。活動電位遮断の継続期間は光パルスの継続期間より長続きするように調整できるので、活動電位形成の阻害は、連続的な光送達ではなく、パルス光送達を使用して達成することができる。

いくつかの実施形態において、主題の方法は、標的組織における活動電位の形成を阻害することによって、障害に対して対象を治療することを含む。従って、いくつかの実施形態において、主題の方法は、光活性化アニオンチャネルタンパク質を標的組織の中に導入することによって、対象を治療することを含む。これらのタンパク質をコードするポリヌクレオチドを標的組織の中に導入し、標的細胞によってタンパク質を発現し、標的細胞の原形質膜の中に挿入する。次に、光生成装置からの活性化波長の光で標的細胞を照射することにより、光活性化アニオンチャネルタンパク質は、アニオン（例えば、塩化物アニオン）が原形質膜を介して細胞の外側から細胞の内側に通過できるようにさせる。

一旦細胞の内側に入れば、塩化物アニオンは、膜を過分極し、活動電位の形成を阻害する。膜の過分極により活動電位の形成を防止するため、細胞が、膜過分極の効果が解消するまで、例えば、周囲の細胞（例えば、隣接する神経細胞）において活動電位を生成すること；神経伝達物質、モジュレーター、またはホルモンの放出を調節すること；筋収縮を調節すること；などを防止する。従って、主題の方法を用いて、標的細胞内の活動電位の形成を遮断することによって、障害に対して対象を治療することができる。膜過分極の継続期間は光パルスの継続期間より長続きするように調整できるので、活動電位形成の阻害は、連続的な光送達ではなく、パルス光送達を使用して達成することができる。

従って、主題の方法は、任意の疾患または状態の治療に使用することができ、標的細胞または標的細胞の特定の部分に沿った活動電位の形成を遮断または阻害することは、患者のための治療効果を有するだろう。主題の方法の治療上の適用の例としては、限定はされないが、心調律障害の治療法（ペーシング、心臓除細動、除細動、再同期、または心臓に関連する他の状態など）；胃腸の治療法（肥満、運動障害（例えば、胃不全麻痺）、消化不良に対処する治療法、または他の治療法など）、骨盤底治療法（疼痛治療法、泌尿器治療または便失禁治療、性機能障害または他の治療法など）を支援する骨盤底組織（例えば、仙骨組織または陰部神経組織）のための治療法；脳神経治療（後頭神経痛、三叉神経痛、顔面痛、片頭痛を和らげる治療法など）；疼痛（侵害受容性疼痛または神経障害性疼痛など）の治療のための治療法；神経状態及び／または精神状態の治療法；内分泌状態の治療法；などが挙げられる。特異性は、軸索分岐または細胞の特定のサブドメインまたは一部における活動電位形成を阻害することによって、前述のように達成することができる。

キット
例えば、上述のような主題のシステム及び装置またはその構成要素、並びに標的組織中で活動電位を光遺伝学的に調節するために主題のシステム及び／または装置をどのように使用するかについてのインストラクションを少なくとも含むキットも提供される。いくつかの実施形態において、キットは、主題のポリヌクレオチド、ベクターまたは医薬組成物のうちの１つまたは複数を含むことができる。本開示の実施形態によるキットは、１つまたは複数の装置（１つまたは複数の送達装置、１つまたは複数の光生成装置、及び／または１つまたは複数の制御装置など）も含むことができる。

上で論じられるようなシステム及び装置を使用するためのインストラクションは、一般的には適切な記録媒体上に記録される。例えば、インストラクションは、基材（紙またはプラスチックなど等）上に印刷することができる。それゆえ、インストラクションは、パッケージ挿入物としてキット中に、キットまたはその構成要素の容器のラベル中に（すなわち、パッケージングまたはサブパッケージングに伴って）などで存在することができる。他の実施形態において、インストラクションは、適切なコンピューター読み取り可能な記憶媒体、例えば、デジタル記憶媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ディスケットなどに存在する電子記憶データファイルとして存在する。インストラクションは、システム及び装置をどのように使用するかについての完全なインストラクションが含まれるか、またはインターネット上に転記されたインストラクションにアクセスできるウェブサイトアドレスとして、任意の形態をとることができる。

以下の実施例は、当業者に、本発明をどのように作製及び使用するかについての完全な開示及び説明を提供するように提示され、本発明者が自身の発明とみなすものの範囲を限定するようには意図されず、以下の実験が実行される全てまたは唯一の実験であると示すようにも意図されない。使用される数値（例えば、量、温度など）に対する正確さを確保する試みがなされているが、いくつかの実験的誤差及び偏差が説明されるはずである。別段に示されない限り、部は重量部であり、分子量は重量平均分子量であり、温度はセ氏温度であり、圧力は大気圧であるか、またはそれに近い。例えば、ｂｐ、塩基対（複数可）；ｋｂ、キロベース（複数可）；ｐｌ、ピコリットル（複数可）；ｓまたはｓｅｃ、秒（複数可）；ｍｉｎ、分（複数可）；ｈまたはｈｒ、時（複数可）；ａａ、アミノ酸（複数可）；ｋｂ、キロベース（複数可）；ｂｐ、塩基対（複数可）；ｎｔ、ヌクレオチド（複数可）；ｉ．ｍ．、筋肉内（に）；ｉ．ｐ．、腹腔内（に）；ｓ．ｃ．、皮下（に）などの標準的な略語が使用される場合がある。

材料及び方法
以下の材料及び方法を以下の実施例で使用した。

構造表現
Ｃ１Ｃ２構造体の形状は、ＰｙＭＯＬ分子グラフィックシステム、バージョン１．７．０．１（Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ，ＬＬＣ、；ＰＮＡＳ９８：１００３７−４１、２００１）を用いて生成した。

Ｃ１Ｃ２の点変異誘発
ＱｕｉｃｋＣｈａｎｇｅ（商標）部位指向性変異誘発キット（Ａｇｉｌｅｎｔ）を用いてＣ１Ｃ２変異体を導入し、Ｅ．ｃｏｌｉでの形質転換及び増幅後、ＱＩＡｐｒｅｐ（商標）ＳｐｉｎＭｉｎｉｐｒｅｐキット（Ｑｉａｇｅｎ）で精製した。ＣａＭＫＩＩαプロモーターを担持するＡＡＶベクターを、ニューロンにおけるタンパク質発現のために使用し、ＣＭＶプロモーターを担持するｐｃＤＮＡ３．１ベクターを、ＨＥＫ細胞における発現のために使用した。全てのクローンを、蛍光顕微鏡検査のためにｅＹＦＰ（強化黄色蛍光タンパク質）遺伝子に融合させた。

神経培養調製物及びイメージング
初代海馬ニューロンを生後０日目（Ｐ０）のＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙ子ラット（ＣｈａｒｌｅｓＲｉｖｅｒ）から培養した。ＣＡ１及びＣＡ３領域を単離し、０．４ｍｇ／ｍＬパパイン（Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ）で消化し、２４ウェルプレート中の６５，０００細胞／ウェルの密度で、１：３０マトリゲル（ＢｅｃｋｔｏｎＤｉｃｋｉｎｓｏｎＬａｂｗａｒｅ）で事前に被覆した１２ｍｍカバースリップガラス上に播種した。培養細胞を、１．２５％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）（ＨｙＣｌｏｎｅ）、４％Ｂ−２７サプリメント（Ｇｉｂｃｏ）、２ｍＭＧｌｕｔａｍａｘ（Ｇｉｂｃｏ）、及び２ｍｇ／ｍＬフルオロデオキシウリジン（ＦＵＤＲ、Ｓｉｇｍａ）を含有するＮｅｕｒｏｂａｓａｌ−Ａ培地（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）中で維持し、５％ＣＯ_２加湿培養インキュベーター中にて３７℃で保持した。

細胞を６〜１０日目にインビトロ（ＤＩＶ）でトランスフェクトした。以下のものを含有するＤＮＡ−ＣａＣｌ_２混合物を、トランスフェクトされる各ウェルごとに調製した：２μｇのＤＮＡ（エンドトキシンフリー調製キット（Ｑｉａｇｅｎ）を用いて調製）、１．８７５μＬの２ＭＣａＣｌ_２、及び全体積を１５μＬとする滅菌水。さらに、１５μＬの２×濾過されたＨＥＰＥＳ−緩衝食塩水（ＨＢＳ、単位はｍＭ：５０ＨＥＰＥＳ、１．５Ｎａ_２ＨＰＯ_４、２８０ＮａＣｌ、ＮａＯＨでｐＨ７．０５）をＤＮＡ−ＣａＣｌ_２混合物ごとに加え、得られたＤＮＡ−ＣａＣｌ_２−ＨＢＳ混合物を室温で２０分間インキュベートした。この間、ニューロン増殖培地をウェルから取り出し、３７℃で保存し、４００μｌの予め温めた最小必須培地（ＭＥＭ）と置き換えた。ＤＮＡ−ＣａＣｌ_２−ＨＢＳ混合物のインキュベーションが完了した後、混合物を各ウェルに滴加し、プレートを培養インキュベーター中で４５〜６０分間保持した。その後、各ウェルを１ｍＬの予め温めたＭＥＭで３回洗浄し、ＭＥＭを元のニューロン増殖培地と置き換えた。次いで、トランスフェクトした細胞を、記録するまで培養インキュベーターに戻した。

オプシン−ｅＹＦＰ発現性ニューロンの共焦点画像について、トランスフェクトした細胞のカバースリップを４％パラホルムアルデヒドで１５分間固定し、ＰＶＡ−ＤＡＢＣＯで封入した。画像は、Ｌｅｉｃａ社製ＤＭ６００Ｂ共焦点顕微鏡で取得し、複数の画像にわたって同じ設定を使用した。

海馬ニューロンにおける電気生理学的記録
ＳｐｅｃｔｒａＸＬｉｇｈｔエンジン（Ｌｕｍｅｎｃｏｒ）をＯｌｙｍｐｕｓ社製ＢＸ６１ＷＩ顕微鏡の蛍光ポートに結合させて、ｅＹＦＰ発現を検出し、かつ、オプシン活性化のために光を送達した。４７５／１５及び６３２／２２フィルターを青色光用及び赤色光用にそれぞれ使用し、４０倍対物レンズを介した光電力密度をパワーメーター（ＴｈｏｒＬａｂｓ）で測定した。全細胞の記録は、水平型のプラー（Ｐ−２０００、ＳｕｔｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）でガラス毛管（ＳｕｔｔｅｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）から引いたパッチピペット（４〜６ＭΩ）により得られた。外部記録溶液は、（単位はｍＭ）：１３５ＮａＣｌ、４ＫＣｌ、１０ＨＥＰＥＳ、２ＣａＣｌ_２、２ＭｇＣｌ_２、３０Ｄ−グルコース、ｐＨ７．３と、シナプス伝達遮断薬２５μＭＤ−ＡＰＶ、１０μＭＮＢＱＸを含有した。内部記録溶液は、（単位はｍＭ）：１４０グルコン酸カリウム、１０ＨＥＰＥＳ、１０ＥＧＴＡ、２ＭｇＣｌ２を含有し、ｐＨを７．３にした。測定値は、＋１６ｍＶの液間電位に対して補正した。全ての記録で参照電極に対して３ＭＣｓＣｌ寒天橋を使用した。安定性の記録を通じてずっと直列抵抗をモニタリングした。マルチクランプ７００Ｂ増幅器（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｅｖｉｃｅｓ）を用いて記録を行った。ｐＣｌａｍｐ１０．３（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｅｖｉｃｅｓ）、オリジンラボ８（オリジンラボ社）、及びシグマプロット（ＳＰＳＳ）ソフトウェアを用いて、データを記録し、分析した。

光活性化時の定常光電流は、異なる膜電位での光電流振幅の基準として使用した。逆転電位（Ｖｒｅｖ）は、定常光電流振幅が０ｐＡである時点として定義した。活動電位閾値は、膜電位（ｄＶ／ｄｔ）の一次導関数が急激な転移を示した、通常では＞１０ｍＶ／ｍｓを示した電圧たわみ点で測定した。細胞の静止膜電位は、全細胞の構成を達成した後に電流クランプで測定した。入力抵抗は、電圧クランプでの２０ｍＶ過分極ステップによって誘発された定常状態電流応答から算出した。活動電位阻害を調査するため、２つの異なるスパイク誘発プロトコル下でオプシン発現性細胞を試験した。スパイクは、短電気パルス（３０ミリ秒パルス幅、５０〜２８０ｐＡ）１０Ｈｚまたは連続的な３秒電気パルスのいずれかによる細胞内電流注入で電気的に誘発された。電流注入の途中に光を１秒間（１０Ｈｚトレイン中）または０．５秒間（連続パルス中）印加した。スパイク阻止確率は、電気刺激の光パルスエポック中に遮断された電気的誘発スパイクの割合として算出した。

ＨＥＫ細胞培養調製物
ヒト胚腎臓細胞培養（ＨＥＫ−２９３：ＡＴＣＣ（登録商標）ＣＲＬ−１５７３（商標））は、１００単位／ｍＬのペニシリン及び１００μｇ／ｍＬのストレプトマイシン、並びにウシ胎仔血清を１：１０の希釈で含有する５０ｍｌＤｕｌｂｅｃｃｏ'ｓＭｏｄｉｆｉｅｄＥａｇｌｅＭｅｄｉｕｍ（ＬｉｆｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）中で維持した。ＨＥＫ細胞を３７℃／５％ＣＯ_２にてインキュベーターで増殖させ、１：５から１：８の範囲の継代希釈で、３〜４日おきに新しい２２５ｃｍ^２培養フラスコ（Ｔｈｅｒｍｏ）に移した。ＤＮＡトランスフェクションの２４時間前に、細胞を２ｃｍのポリ−Ｄ−リジン被膜ガラスカバースリップにプレートし、５００μｌ増殖培地を有する２４ウェル培養プレート（Ｔｈｅｒｍｏ）で維持した。記録の２４時間前に、２μｌのリポフェクタミン２０００（ＬｉｆｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を用いてＨＥＫ細胞をプラスミドＤＮＡ（ウェル当たり１．６μｌ）でトランスフェクトした。

ＨＥＫ細胞電気生理学
ＣｈＲ発現性細胞をｅＹＦＰ蛍光で識別し、トランスフェクション後に約１８〜３０時間記録した。ニューロンに対するものと同じ機器及び方法を使用した。−７５〜＋５５ｍＶの膜電位での電圧クランプで測定を実施した。外部３ＭＣｓＣｌ寒天橋を全ての記録で使用した。同じ内部及び外部記録を用いて全ての構築物を特徴づけた。最初に、ニューロンと同様に、同じ内部及び外部溶液を用いて全ての構築物を特徴づけて、対応する接合部電位に対して補正し、定常光電流をデータ分析に用いた。Ｃ１Ｃ２、ｉＣ１Ｃ２、及びＮｐＨＲの活性化スペクトルは、飽和を防止するために、０．６５ｍＷ／ｍｍ^２での低い光強度に応答した−７５ｍＶでの定常光電流を測定することによって判断した。２０ｎｍのバンドパスフィルター（Ｔｈｏｒｌａｂｓ）を用いて、異なる波長（単位はｎｍ）：４００、４２０、４４０、４６０、４７０、４８０、４９０、５００、５２０、５４０、５６０、５７０、５８０、５９０、６００、６２０、６３０、６５０で光を印加した。全ての光電流を、４７０ｎｍ（Ｃ１Ｃ２及びｉＣ１Ｃ２）または５７０ｎｍ（ＮｐＨＲ）での参照値に正規化した。対応するｔａｕ_ｏｆｆ値を得るために、消灯後の光電流を単一指数関数にフィッティングすることによって、チャネル閉鎖の動態を定量化した。光感度の測定は、４７０ｎｍ（Ｃ１Ｃ２、ｉＣ１Ｃ２）または５６０ｎｍ（ＮｐＨＲ）で実施した。０．００２１〜５ｍＷ／ｍｍ^２の強度で光を印加し、対応する光電流を最大光強度での値に正規化した。

イオン選択性は、イオン組成物と内部及び外部溶液のｐＨとを変えることで判断した。外部溶液は、（単位はｍＭ）２ＣａＣｌ_２、２ＭｇＣｌ_２、１２０ＮａＣｌ、１２０ＣｓＣｌまたは１２０グルコン酸ナトリウム、１０クエン酸／クエン酸ナトリウム（ｐＨ６）または１０ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７．３）または１０トリス（ｐＨ９）を含有した。内部溶液は、（単位はｍＭ）２ＣａＣｌ_２、２ＭｇＣｌ_２、１２０ＫＣｌ、１２０ＣｓＣｌまたは１２０グルコン酸カリウム、１０クエン酸／クエン酸ナトリウム（ｐＨ６）または１０ＨＥＰＥＳ（ｐＨ７．３）または１０トリス（ｐＨ９）を含有した。各条件下（単位はｍＶ）：ＫＣｌ_ｉｎｔ／ＮａＣｌ_ｅｘｔ＝４、ＫＣｌ_ｉｎｔ／ＣｓＣｌ_ｅｘｔ＝−０．６、ＫＣｌ_ｉｎｔ／ＮａＧｌｕｃ_ｅｘｔ＝−６．２、ＫＧｌｕｃ_ｉｎｔ／ＮａＣｌ_ｅｘｔ＝１５．８、ＣｓＣｌ_ｉｎｔ／ＮａＣｌ_ｅｘｔ＝４．６で、接合部電位を補正した。ネルンストの式を用いて、各外部及び内部イオン組成物及びｐＨでのカチオン、Ｃｌ−、及びプロトンのネルンスト電位を判断した。適合するゴールドマン−ホジキン−カッツの式を用いて、プロトンのｉＣ１Ｃ２におけるＣｌ⁻透過性に対する比を算出した。Ｎａ＋及びＫ＋の透過性はゼロであると想定し、以下が得られた：

Ｒ＝気体定数、Ｆ＝ファラデー定数、Ｔ＝絶対温度。

オリジン８（ＯｒｉｇｉｎＬａｂ）及びシグマプロット（ＳＰＳＳ）ソフトウェアを用いて、ｔ検定または二元配置分散分析、及びノンパラメトリックデータにはマンホイットニー検定で統計分析を行った。データは、平均±ｓ．ｅ．ｍ．として表し、エラーバーは、ｓ．ｅ．ｍ．を示す。ｐ＜０．０５は、統計的に有意であると定義する。

実施例１：光活性化アニオンチャネルタンパク質の構造に指南されたスクリーニング
単一部位指向性変異体をＣ１Ｃ２（図１、パネルＡ）に導入することによって、構造に指南されたスクリーニングを実施した。全ての変異体を、培養したラット海馬ニューロン中で発現し、ニューロン（外部／内部［Ｃｌ⁻］：１４７ｍＭ／４ｍＭ）中での正常な機能を保証するために、光電流を全細胞パッチクランプを用いて試験した。静止光電流振幅は、保持電位の範囲（図１、パネルＢ）にわたって定量化し、Ｖ_ｒｅｖに特に注目して、透過性変異体（図１、パネルＣ）を同定した。Ｃ１Ｃ２は、これらの条件下で、非特異的カチオンチャネルに典型的な−７ｍＶのＶ_ｒｅｖを示した。Ｖ_ｒｅｖに強力な効果を有する特定の変異は、光電流サイズ（例えば、Ｅ１３６Ｒ及びＥ１４０Ｋ；図１、パネルＢ）に同時に悪影響を示したため、さらなる研究は行わなかった。Ｎ２９７Ｑ及びＨ１７３Ｒなどのより有望な変異は、強力な電流と、変化したＶ_ｒｅｖ（図１、パネルＣ）の両方を示し、より統合された一連の変異に組み合わせた。５重変異のＴ９８Ｓ／Ｅ１２９Ｓ／Ｅ１４０Ｓ／Ｅ１６２Ｓ／Ｔ２８５Ｎ、及び４重変異のＶ１５６Ｋ／Ｈ１７３Ｒ／Ｖ２８１Ｋ／Ｎ２９７Ｑは両方とも、顕著にシフトしたＶ_ｒｅｖ（−４０ｍＶの範囲で）を示しながら、機能性（図１、パネルＤ及びＥ）を維持した。

これらの構築物を組み合わせて、予想される静電位分布に連続的にシフトする９重に変異した変異体（図２、パネルＡ、図５）を生成した。９重の変異体をＨＥＫ−２９３細胞中に発現し、制御されたイオン組成物と最適化された電圧クランプ設定（図２、パネルＢ）の下でＶ_ｒｅｖと透過性の両方を試験した。広範囲の膜電位（図２、パネルＣ）（−７５ｍＶ〜＋５５ｍＶ；方法）にわたって光電流をマッピングした。これらの条件下（外部／内部［Ｃｌ⁻］：１４７ｍＭ／４ｍＭ）で、組み合わせた９重変異は、−６１ｍＶのＶ_ｒｅｖを示し、Ｃ１Ｃ２骨格または４×もしくは５×の親構築物（図２、パネルＤ）のいずれかよりもはるかに負にシフトした。機能性の大きな変化にもかかわらず、ピーク光電流と定常光電流の両方とも速くかつロバストなままであり（特に、このチャネルは、スパイク阻止に対して減少した膜抵抗機構を採用することもできるため、光遺伝学に対する適合性を予測する）、Ｃ１Ｃ２の元の青色光活性化スペクトルは、Ｃｌ⁻ポンプｅＮｐＨＲ３．０の赤色活性化能力と比較して維持された（従って、光遺伝学的応用において抑制制御に対して分離可能なチャネルを維持した；図２、パネルＤ）。この９重の変異体を、「ｉＣ１Ｃ２」と呼んだ。

シフトしたＶ_ｒｅｖは、Ｋ^＋選択性の増加または新しいＣｌ⁻コンダクタンスに起因することもあり得るため、ｉＣ１Ｃ２の特定のイオン選択性を判断するために、種々のイオン組成物の下でＶ_ｒｅｖを測定した（各条件から生じた算出接合部電位に対して補正した；方法）。ＣｈＲは、プロトンの透過性が高く、通常では、Ｋ^＋及びＮａ^＋の選択性を示さない。そのため、１２０ｍＭＫＣｌのピペット溶液組成物（ｐＨ７．３）と１２０ｍＭＮａＣｌの浴液（ｐＨ７．３）で、透過イオンの化学勾配は実質的に全くないことが予測され、実際、これらの条件下で、Ｃ１Ｃ２及びｉＣ１Ｃ２の両方のＶ_ｒｅｖは、約０ｍＶ（図２、パネルＦ）であった。外部ＫＣｌのＣｓＣｌによる置換は、Ｋ^＋イオンに対して強い外向き指向性の勾配を生成し、この条件下で予測された通り、Ｃ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖは、主要な電荷キャリアとしてＫ^＋と一致する−１７．４ｍＶに落下した。しかしながら、ｉＣ１Ｃ２についてはそのようなＶ_ｒｅｖシフトは無かった（Ｖ_ｒｅｖ＝−１ｍＶ）。これらのデータは、ｉＣ１Ｃ２が、増加したＫ^＋コンダクタンスによってシフトしたＶ_ｒｅｖを達成し、実際、ｉＣ１Ｃ２は、これらの条件下でＫ^＋を認め得るほどに伝導しない（図２、パネルＦ）という仮説を支持しない。新しいＣｌ⁻伝導性の他の可能性を試験するため、外部Ｃｌ⁻をグルコン酸塩と置換した（８ｍＭ_ｅｘｔ／１２８ｍＭ_ｉｎｔのＣｌ⁻化学勾配について、そのネルンスト電位を＋７１ｍＶにシフトする）。この強い外向き指向性のＣｌ⁻勾配にもかかわらず、Ｃ１Ｃ２は、天然のＣ１Ｃ２はＣｌ⁻を伝導しないため、予想通り、Ｖ_ｒｅｖ（０ｍＶ）のシフトは示さなかった。これに対し、ｉＣ１Ｃ２は、正にシフトした＋４８ｍＶのＶ_ｒｅｖを示し、光電流に対するＣｌ⁻の強い寄与（図２、パネルＦ）が明らかとなった。最後に、内部Ｃｌ⁻をグルコン酸塩と置換し、強い内向き指向性のＣｌ⁻勾配（１２８ｍＭ［Ｃｌ⁻］_ｅｘｔ／８ｍＭ［Ｃｌ⁻］_ｉｎｔ；Ｖ_{Ｎｅｒｎｓｔ−Ｃｌ}＝−７１ｍＶ）を作成した。得られたＶ_ｒｅｖは、Ｃ１Ｃ２に対して−６ｍＶであったが、ｉＣ１Ｃ２に対して−５７ｍＶであり、伝導したＣｌ⁻イオンからｉＣ１Ｃ２光電流への強力な寄与が確認された（図２、パネルＧ）。

ｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖは、算出したＶ_{Ｎｅｒｎｓｔ−Ｃｌ}と同一ではなかったため、プロトンなどの他のイオンも伝導することができた。生理学的Ｃｌ⁻勾配におけるこの可能性を調査するため、内向き指向性のＣｌ⁻化学勾配（１２８ｍＭ_ｅｘｔ／８ｍＭ_ｉｎｔ；Ｖ_{Ｎｅｒｎｓｔ−Ｃｌ}＝−７１ｍＶ）を維持しながら内部及び外部溶液のプロトン濃度を変えた（図２、パネルＨ）。外部及び内部溶液のｐＨは一緒に変化させ（プロトン化学勾配無し；Ｖ_{Ｎｅｒｎｓｔ−Ｈ＋}＝０ｍＶ）、生理学的（７．３）及び低（６．０）ｐＨでのｉＣ１Ｃ２応答を、内部／外部のプロトン濃度を一致させて測定した。予想されるのは、より低いｐＨ及びより負の膜電位で、プロトンがｉＣ１Ｃ２光電流により寄与するため、プロトンのネルンスト電位である０ｍＶに向かってＶ_ｒｅｖを正にシフトさせることであった。驚くべきことに、ｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖは、ｐＨ７．３と比較してｐＨ６でさらに負にシフトし（図２、パネルＨ）、ｉＣ１Ｃ２がＣｌ⁻をさらによりロバストに伝導し、低いｐＨ値で著しく負のＶ_ｒｅｖを維持することが示唆された。全体のｉＣ１Ｃ２光電流は、低いｐＨ値でより大きく（図２、パネルＩ及びＪ）、プロトン増強Ｃｌ⁻透過性と一致するものであった。Ｃｌ−のプロトン透過性に対する比率は、異なるｐＨ値（α＝ＰＣｌ／ＰＨ、方法を参照）で算出した。実際、ｐＨ６で、Ｃｌ⁻の全電流に対する寄与は、ｐＨ７．３でのものよりも３５倍高く、極度の神経活動中に起こり得る低ｐＨへの変位さえも、重要なＣｌ⁻コンダクタンスを損なわないことが示唆された。

実施例２：培養ニューロンにおける光活性化アニオンチャネルタンパク質の発現
Ｃ１Ｃ２及びｉＣ１Ｃ２を、培養した海馬ニューロン中で発現させ、各々を融合させて、黄色蛍光タンパク質（ｅＹＦＰ）を強化した（図５）。平均の静止電位は、両方の構築物において異なっておらず（Ｃ１Ｃ２：−６５ｍＶ；ｉＣ１Ｃ２：−６９ｍＶ）、入力抵抗は、両方の構築物において予想される範囲（２００ＭΩを上回る）であった。Ｖ_ｒｅｖを決定し（図３、パネルＡ）、ｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖ（Ｖ_ｒｅｖ＝−６４ｍＶ）は、Ｃ１Ｃ２（Ｖ_ｒｅｖ＝−７ｍＶ）と比較して５６ｍＶ負にシフトした（図３、パネルＢ）。ｉＣ１Ｃ２のＶ_ｒｅｖは、ＡＰ生成のための測定閾値（ＶＡＰ＝−５５ｍＶ）よりも負に位置する（図３、パネルＣ）。その結果、Ｖ_ＡＰで、電圧クランプにおいて、Ｃ１Ｃ２は、−４７５ｐＡの内向き指向性の光電流を生成したが、ｉＣ１Ｃ２は、＋４２ｐＡの外向き指向性の光電流を生成し；電流クランプにおいて、Ｃ１Ｃ２は、ニューロンを＋２０ｍＶ脱分極したが、ｉＣ１Ｃ２は、ニューロンを−３ｍＶ過分極した（図３、パネルＤ）。加えて、ｉＣ１Ｃ２を発現する細胞に光を照射中に、入力抵抗は約５０％低下し、膜細孔を介してイオンフラックスが増加し、消灯後に元の水準に回復したことが示唆された（図３、パネルＥ）。

ｉＣ１Ｃ２入力抵抗効果とｉＣ１Ｃ２膜分極効果は、一緒になって、膜電位をスパイク発火閾値よりも低く維持する傾向があるため（図３、パネルＦ）、スパイクの光遺伝学的制御における有用性を示唆している。実際、ｉＣ１Ｃ２の光学的活性化は、脱分極効果に影響を及ぼすことなく、電気的に誘発されたスパイクを阻止するのに十分であった（図４、パネルＡ〜Ｃ）。ｉＣ１Ｃ２の性質をさらに調べるため、システイン−１６７を変異させて、チャネルロドプシンの階段関数変異を模倣した。これは、チャネル閉鎖を減速させ、イオン伝導状態の寿命を延ばし；その結果、短時間の光刺激が、長期にわたる脱分極を誘発し、これらの変異体を発現する細胞の光感度が大きく増加する。ここでの抑制バージョンは、（段階波形抑制性ＣｈＲの）ＳｗｉＣｈＲ変異体、例えば、Ｃ１６７Ｔ（ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴ）及びＣ１６７Ａ（ＳｗｉＣｈＲ_ＣＡ）を定義する。ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴをＨＥＫ細胞中で最初に発現し、チャネル動態及び感度を判断した。内向き及び外向き指向性の光電流の両方とも、消灯後に桁違いに安定化された（図４、パネルＤ）。ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴのチャネル閉鎖（τオフ）の時定数は、親ｉＣ１Ｃ２の２４ミリ秒と比較して７．３秒であった（図４、パネルＥ）。安定性に加えて、階段関数変異体の別の特徴は、赤色シフト光の印加時に閉鎖状態に迅速に変換する能力であり、実際、ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴチャネル閉鎖は、６３２ｎｍの光印加によって加速された（ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴ τオフ−６３２＝３７５ミリ秒）（図４、パネルＥ）。階段関数変異体の別の特徴は、細胞を発現する光感度を増加させ、長い光パルスに対して有効な光子積分器になる。実際、ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴ発現性細胞は、ｉＣ１Ｃ２と比較して光感度が２５倍の増加を示し、ポンプベースインヒビターのＮｐＨＲと比較して２００倍の増加を示した（図４、パネルＦ）。同様の結果は、ニューロン中で観察され；ＳｗｉＣｈＲ_ＣＴは、ＳｗｉＣｈＲ_ＣＡに対して−６１ｍＶ及び−６７ｍＶの逆転電位を有するニューロン中のＡＰ閾値で外向き電流を生成した（図４、パネルＧ；図７）。これは、最小の直接駆動電流（図４、パネルＧ；図７）または膜電位変化（図４、パネルＨ；図７）で、スパイク（図４、パネルＨ；図７）を安定かつ可逆的に阻止するのに十分であり、光遺伝学的調査に望ましい性質が示された。

カチオン選択性ＣｈＲから光活性化Ｃｌ⁻チャネルへの構造に指南された変換が実証された。ｉＣ１Ｃ２機構は、大きな膜電位変化を必要としないより大きな生理学的阻害をもたらし、変異体は、既存の抑制性ツールを超えて桁違いに安定性及び光感度を改善することができる。興奮性ツールによる脱分極遮断戦略は、いくつかの設定では有用となるが、散乱する組織では光強度は非常に可変的であるため、全ての標的細胞を確実に阻害することができない；これに対し、ｉＣ１Ｃ２ベースのツールは、膜だけを約−６４ｍＶのＶ_ｒｅｖ（Ｖ_ＡＰを十分に下回る）に脱分極し、膜電位がＶ_ｒｅｖを上回る場合に過分極することができる（図３、パネルＦ）。

最終的な機能性の態様は、設計（例えば、酸性残基の除去、及び塩基性残基の導入；図２、パネルＡ）によって生じたが、他の性質は、まだ完全に調査されていない。ｉＣ１Ｃ２の新しいＣｌ⁻透過性は、カチオンチャネルのアニオンチャネルへの変換に意外なほど効果的な説明をもたらすだけでなく、新しいクラスの機能性のためのＣｈＲの構造に指南された設計についても示している。

実施例３：ニューロン間のシグナル伝達の選択的遮断
互いに通信する２つまたはそれ以上のニューロンを含むネットワークを同定する。ネットワークの標的ニューロンを同定し、主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドをコードする核酸を標的ニューロンの中に導入する。核酸を標的ニューロンの中に導入することで、光活性化アニオンチャネルポリペプチドがニューロンによって発現され、ニューロンの原形質膜に限局される。その後、標的ニューロンまたはその一部を活性化波長の光で照射する。照射により、光活性化アニオンチャネルポリペプチドがそのアニオンチャネル細孔を開放することで、塩化物アニオンがニューロンに侵入し、原形質膜を過分極することができる。ニューロンの原形質膜の過分極は、標的ニューロンにおける活動電位の形成を阻害することによって、ネットワークの２つまたはそれ以上のニューロン間のシグナル伝達を阻害する。

実施例４：急性痛及び慢性痛の治療
対象によって痛みの感覚と関連付けられた１つまたは複数のニューロンを同定する。主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドをコードする核酸を、痛みの感覚と関連付けられた１つまたは複数のニューロンの中に導入する。核酸を１つまたは複数のニューロンの中に導入することで、光活性化アニオンチャネルポリペプチドがニューロン（複数可）によって発現され、ニューロン（複数可）の原形質膜に限局される。その後、ニューロン（複数可）またはその一部を活性化波長の光で照射する。照射により、光活性化アニオンチャネルポリペプチドがそのアニオンチャネル細孔を開放することで、塩化物アニオンがニューロンに侵入し、原形質膜を過分極することができる。ニューロンの原形質膜の過分極が、ニューロンにおける活動電位の形成を阻害することによって、対象における痛みの感覚を遮断または緩和する。

実施例５：横隔神経の阻害による咳の治療
主題の光活性化アニオンチャネルポリペプチドをコードする核酸を、咳衝動のある対象の横隔神経の中に導入する。核酸を横隔神経の中に導入することで、光活性化アニオンチャネルポリペプチドが横隔神経によって発現され、横隔神経の原形質膜に限局される。その後、横隔神経またはその一部を活性化波長の光で照射する。照射により、光活性化アニオンチャネルポリペプチドがそのアニオンチャネル細孔を開放することで、塩化物アニオンが横隔神経に侵入し、原形質膜を過分極することができる。横隔神経の原形質膜の過分極が、横隔神経における活動電位の形成を阻害することによって、対象の咳衝動を遮断または軽減する。

実施例６：培養ニューロンにおける光活性化アニオンチャネルタンパク質の発現
ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）及びＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）構築物は、４ｍＭ及び１２ｍＭの内部塩化物濃度による生理学的状態下にて培養ニューロン中で試験し、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）及びＳｗｉＣｈＲ＿ＣＡ（ｉｂＣ１Ｃ２−Ｃ１２８Ａ、配列番号１５）と比較した。４ｍＭの内部塩化物で、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０の逆転電位は、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）の−６４ｍＶ（±２ｍＶ、ｓ．ｅ．ｍ．）と比較して−７９ｍＶ（±１ｍＶ、平均の標準誤差（ｓ．ｅ．ｍ．））であった（図１７、パネルＡ）。これは、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）における塩化物イオンの選択性が増したことを反映している。さらに、活動電位生成の閾値（ＶＡＰ＝−５５ｍＶ）でのｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）の光電流は、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）の６８ｐＡ（±９ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）と比較して４０８ｐＡ（±６０ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）であり、これは、塩化物イオンの輸送速度が増したことを反映している。１２ｍＭの内部塩化物濃度で、逆転電位は、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）が−６６ｍＶ（±１ｍＶ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）が−５９ｍＶ（±１ｍＶ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）が−６５ｍＶ（±１ｍＶ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ＳｗｉＣｈＲ＿ＣＡ（配列番号１５）が−５５ｍＶ（±１ｍＶ、ｓ．ｅ．ｍ．）であった（図１７、パネルＢ）。ＶＡＰでの光電流は、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）が１７１ｐＡ（±３１ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）が２３ｐＡ（±４ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）が９１ｐＡ（±１４ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）、ＳｗｉＣｈＲ＿ＣＡ（配列番号１５）が２１ｐＡ（±７ｐＡ、ｓ．ｅ．ｍ．）であった。両方の測定は、改良された構築物が、高い内部塩化物濃度でより高い塩化物選択性及び伝導性を有することを反映している。その結果、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）及びＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）は、低い及び高い内部塩化物濃度でニューロンにおける電気的に誘発された活動電位を阻害する有意に高い確率を有する。培養したニューロンを電流クランプモードで記録し、活動電位は、６秒間の１０Ｈｚでの３０ミリ秒長の電気パルスによって誘発された。刺激を開始した１秒後に、青色光（４７５ｎｍ、５ｍＷ／ｍｍ^２）を４秒間印加した（図１８、パネルＡ）。４ｍＭの塩化物濃度で、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）は、全ての活動電位を１００％阻害したが、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）は、５８％（±１２％、ｓ．ｅ．ｍ．）阻害した（図１８、パネルＢ）。１２ｍＭの内部塩化物で、阻害確率は、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）が９６％（±４％、ｓ．ｅ．ｍ．）、ｉｂＣ１Ｃ２（配列番号３）が１８％（±７％、ｓ．ｅ．ｍ．）、ＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）が１００％、ＳｗｉＣｈＲ＿ＣＡ（配列番号１５）が４５％（±１３％、ｓ．ｅ．ｍ．）であった（図１８、パネルＣ）。改良された構築物の能力を実証するため、さらに強力な阻害プロトコルを適用した。例えば、ｉｂＣ１Ｃ２＿３．０（配列番号９６）発現性培養ニューロンを２ミリ秒長の電気パルスによって２０Ｈｚで１２秒間刺激し、活動電位を誘発した（図１９、パネルＡ）。青色光を１０秒間印加して、スパイクを阻止した。１２ｍＭの塩化物で、阻害確率は、８６％（±１３％、ｓ．ｅ．ｍ．）であった（図１９、パネルＣ）。ＳｗｉＣｈＲ＿ＣＡ（配列番号１５）及びＳｗｉＣｈＲ＿３．０（配列番号１０８）などの１２８位に変異を含む構築物は、減速したチャネル閉鎖を有し、すなわち、チャネル細孔は、開放したままで、青色光励起が停止した後に長時間にわたって塩化物イオンを伝導する。チャネルは、赤色光（＞６００ｎｍ）の印加によって直ちに閉鎖することができる。これにより、短時間の青色光印加時にニューロン活性を長時間阻害させ、これは、赤色光パルスによって直ちに回復することができる。この特徴は、電気的に誘発された活動電位を、１２ｍＭの内部塩化物での培養ニューロンにおいて青色光パルスと赤色光パルスの間を最長で１分間阻害することによって実証された（図１８、パネルＢ、パネルＣ、図１９、図２０）。

前述の発明は、理解の明瞭性の目的のための図示及び実施例によってかなり詳細に記述されてきたが、添付の請求項の趣旨または範囲から逸脱せずに、特定の変化及び修飾を本発明へ行なえることは、本発明の教示を考慮して当業者に容易に明らかである。

従って、先行するものは本発明の原理を単に説明するものである。当業者には、本明細書において明確に記述されないかまたは示されないが、本発明の原理を具体化し、その趣旨及び範囲内に含まれる様々なアレンジを考案することができるであろうことが理解されるだろう。さらに、本明細書において列挙された全ての事例及び条件付きの文言は、主として、読者が、本発明の原理及び当該技術分野の促進に対して本発明者によって寄与された概念を理解するのを支援することが意図され、かかる具体的に列挙された事例及び条件に限定されないと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態に加えて、その具体的な事例を列挙する本明細書における全ての記述は、構造的及び機能的なその均等物を包含することが意図される。加えて、かかる均等物は、現在公知の均等物、及び将来開発される均等物（すなわち、構造にかかわらず、同じ機能を行う開発された任意の要素）の両方を含むことが意図される。従って、本発明の範囲は、本明細書に示され記載された例示的な実施形態に限定されるとは意図されない。むしろ、本発明の範囲及び趣旨は、添付の請求項によって具現される。

Claims

配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含み、光活性化アニオンチャネルとして機能する、光活性化ポリペプチド。
請求項１に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸、または請求項１に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む組換え発現ベクター。
光活性化塩化物アニオンチャネルとして機能する、請求項１に記載のポリペプチド。
配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１に記載のポリペプチド。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項４に記載のポリペプチド。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項４に記載のポリペプチド。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項４に記載のポリペプチド。
配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項４に記載のポリペプチド。
配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１に記載のポリペプチド。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項９に記載のポリペプチド。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項９に記載のポリペプチド。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項９に記載のポリペプチド。
配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項９に記載のポリペプチド。
配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１に記載のポリペプチド。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１４に記載のポリペプチド。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１４に記載のポリペプチド。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１４に記載のポリペプチド。
配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１４に記載のポリペプチド。
配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１に記載のポリペプチド。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１９に記載のポリペプチド。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１９に記載のポリペプチド。
配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１９に記載のポリペプチド。
請求項２に記載の核酸と薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物。
請求項２に記載の核酸または請求項２に記載の組換え発現ベクターを含む、細胞。
細胞の膜電位を調節するためのシステムであって、
配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドであって光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチド、をコードする核酸と；
標的位置を光で照射するように構成された装置と
を含む、前記システム。
前記ポリペプチドが、光活性化塩化物イオンチャネルとして機能する、請求項２５に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項２５に記載のシステム。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２７に記載のシステム。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２７に記載のシステム。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項２７に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２７に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項２５に記載のシステム。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項３２に記載のシステム。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項３２に記載のシステム。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項３２に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項３２に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項２５に記載のシステム。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項３７に記載のシステム。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項３７に記載のシステム。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項３７に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項３７に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項２５に記載のシステム。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項４２に記載のシステム。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項４２に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項４２に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記装置が、
前記標的位置を約４５０〜最大約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項４６に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を光で常時照射するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を光パルスで照射するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記装置が、前記光の波長及び／または強度を調節するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記装置が、前記光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている、請求項４９に記載のシステム。
前記装置が、ユーザー入力に応答して前記標的位置を照射するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記ユーザー入力が、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または前記標的位置を含む、請求項５２に記載のシステム。
前記装置が、対象に埋め込まれるようになっている、請求項２５に記載のシステム。
前記標的位置が、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、中枢神経系（ＣＮＳ）組織、末梢神経系（ＰＮＳ）組織、または解剖学的領域である、請求項２５に記載のシステム。
光に応答した細胞の膜電位の調節方法であって、
細胞を活性化波長の光に曝露する工程であって、ここで、前記細胞が、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾され、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程、
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項５６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項５７に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項５７に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項５７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項５７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項５６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項６２に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項６２に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項６２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項６２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項５６に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項６７に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項６７に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項６７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項６７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項５６に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項７２に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項７２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項７２に記載の方法。
対象の状態の治療方法であって、
前記対象の標的細胞を、配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾する工程であって、ここで、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程と；
前記標的細胞を活性化波長の光に曝露して、前記状態の前記対象を治療する工程と
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項７６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項７７に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項７７に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項７７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項７７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項７６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項８２に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項８２に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項８２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項８２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項７６に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項８７に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項８７に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項８７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項８７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項７６に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項９２に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項９２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項９２に記載の方法。
前記標的細胞が、神経細胞である、請求項７６に記載の方法。
神経細胞またはその一部における活動電位の形成の阻害方法であって、
前記神経細胞を配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾する工程であって、ここで、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程と；
前記神経細胞の少なくとも一部を活性化波長の光に曝露して、前記神経細胞またはその一部における活動電位の形成を阻害する工程と
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項９７に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項９８に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項９８に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項９８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項９８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項９７に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１０３に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１０３に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１０３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１０３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項９７に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１０８に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１０８に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１０８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１０８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項９７に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１１３に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１１３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号２３〜３３のいずれかで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１１３に記載の方法。
配列番号１、２３、３４、または５６に少なくとも５８％同一であるポリペプチドであって光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチド、をコードする核酸
を含む、キット。
前記ポリペプチドが、配列番号１で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｖ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１１７に記載のキット。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１１８に記載のキット。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１１８に記載のキット。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１１８に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１〜２２のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１１８に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号３４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２９Ｓ、Ｅ１４０Ｓ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ１５６Ｋ、Ｈ１７３Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｐ２８１Ｋ、及び／またはＮ２９７Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１１７に記載のキット。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１２３に記載のキット。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１２３に記載のキット。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１２３に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号３４〜５５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１２３に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号５６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１３０Ｓ、Ｅ１４１Ｓ、Ｅ１６３Ｓ、Ｖ１５７Ｋ、Ｈ１７４Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｐ２８２Ｋ、及び／またはＮ２９８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１１７に記載のキット。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１２８に記載のキット。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１２８に記載のキット。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１２８に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号５６〜７７のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１２８に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号２３で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ９０Ｓ、Ｅ１０１Ｓ、Ｅ１２３Ｓ、Ｑ１１７Ｋ、Ｈ１３４Ｒ、Ｖ２４２Ｋ、Ｔ２４６Ｎ、及び／またはＮ２５８Ｑから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、または９個のアミノ酸置換を含む、請求項１１７に記載のキット。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１３３に記載のキット。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基またはアスパラギン残基に変更される、請求項１３３に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号２３〜３３のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１３３に記載のキット。
標的位置を光で照射するように構成された装置をさらに含む、請求項１１７に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項１３７に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を約４５０〜最大約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項１３８に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を光で常時照射するように構成されている、請求項１３７に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を光パルスで照射するように構成されている、請求項１３７に記載のキット。
前記装置が、前記光の波長及び／または強度を調節するように構成されている、請求項１３７に記載のキット。
前記装置が、前記光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている、請求項１４１に記載のキット。
前記装置が、ユーザー入力に応答して前記標的位置を照射するように構成されている、請求項１３７に記載のキット。
前記ユーザー入力が、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または前記光によって照射される前記標的位置を含む、請求項１４４に記載のキット。
前記装置が、対象に埋め込まれるようになっている、請求項１３７に記載のキット。
前記標的位置が、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、中枢神経系（ＣＮＳ）組織、末梢神経系（ＰＮＳ）組織、または解剖学的領域である、請求項１３７に記載のキット。
配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含み、光活性化アニオンチャネルとして機能する、光活性化ポリペプチド。
請求項１４８に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸、または請求項１４８に記載のポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸を含む組換え発現ベクター。
光活性化塩化物アニオンチャネルとして機能する、請求項１４８に記載のポリペプチド。
配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１４８に記載のポリペプチド。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１５１に記載のポリペプチド。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１５１に記載のポリペプチド。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１５１に記載のポリペプチド。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１５２に記載のポリペプチド。
配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１５１に記載のポリペプチド。
配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１４８に記載のポリペプチド。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１５７に記載のポリペプチド。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１５７に記載のポリペプチド。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１５７に記載のポリペプチド。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１５８に記載のポリペプチド。
配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１５７に記載のポリペプチド。
配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１４８に記載のポリペプチド。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１６３に記載のポリペプチド。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１６３に記載のポリペプチド。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１６３に記載のポリペプチド。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１６４に記載のポリペプチド。
配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１６３に記載のポリペプチド。
配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１４８に記載のポリペプチド。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１６９に記載のポリペプチド。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１６９に記載のポリペプチド。
配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１６９に記載のポリペプチド。
請求項１４９に記載の核酸と薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物。
請求項１４９に記載の核酸または請求項１４９に記載の組換え発現ベクターを含む、細胞。
細胞の膜電位を調節するためのシステムであって、
配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドであって光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチド、をコードする核酸と；
標的位置を光で照射するように構成された装置と
を含む、前記システム。
前記ポリペプチドが、光活性化塩化物イオンチャネルとして機能する、請求項１７５に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１７５に記載のシステム。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１７７に記載のシステム。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１７７に記載のシステム。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１７７に記載のシステム。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１７８に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１７７に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１７５に記載のシステム。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１８３に記載のシステム。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１８３に記載のシステム。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１８３に記載のシステム。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１８４に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１８３に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１７５に記載のシステム。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項１８９に記載のシステム。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１８９に記載のシステム。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１８９に記載のシステム。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１９０に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１８９に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項１７５に記載のシステム。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項１９５に記載のシステム。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項１９５に記載のシステム。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項１９５に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項１７５に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を約４５０〜最大約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項１９９に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を光で常時照射するように構成されている、請求項１７５に記載のシステム。
前記装置が、前記標的位置を光パルスで照射するように構成されている、請求項１７５に記載のシステム。
前記装置が、前記光の波長及び／または強度を調節するように構成されている、請求項１７５に記載のシステム。
前記装置が、前記光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている、請求項２０２に記載のシステム。
前記装置が、ユーザー入力に応答して前記標的位置を照射するように構成されている、請求項１７５に記載のシステム。
前記ユーザー入力が、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または前記標的位置を含む、請求項２０５に記載のシステム。
前記装置が、対象に埋め込まれるようになっている、請求項１７５に記載のシステム。
前記標的位置が、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、中枢神経系（ＣＮＳ）組織、末梢神経系（ＰＮＳ）組織、または解剖学的領域である、請求項１７５に記載のシステム。
光に応答した細胞の膜電位の調節方法であって、
細胞を活性化波長の光に曝露する工程であって、ここで、前記細胞が、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも５８％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾され、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２０９に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２１０に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２１０に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２１０に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２１１に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２１０に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２０９に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２１６に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２１６に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２１６に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２１７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２１６に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２１０に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２２２に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２２２に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２２２に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２２３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２２２に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２０９に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２２８に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２２８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２２８に記載の方法。
対象の状態の治療方法であって、
前記対象の標的細胞を、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾する工程であって、ここで、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程と；
前記標的細胞を活性化波長の光に曝露して、前記状態の前記対象を治療する工程と
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２３２に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２３３に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２３３に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２３３に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２３４に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２３３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２３２に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２３９に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２３９に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２３９に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２４０に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２３９に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２３２に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２４５に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２４５に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２４５に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２４６に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２４５に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２３２に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２５１に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２５１に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２５１に記載の方法。
前記標的細胞が、神経細胞である、請求項２３２に記載の方法。
神経細胞またはその一部における活動電位の形成の阻害方法であって、
前記神経細胞を、配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸で遺伝学的に修飾する工程であって、ここで、前記ポリペプチドが、光活性化アニオンチャネルとして機能する、工程と；
前記神経細胞の少なくとも一部を活性化波長の光に曝露して、前記神経細胞またはその一部における活動電位の形成を阻害する工程と
を含む、前記方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２５６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２５７に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２５７に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２５７に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２５８に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２５７に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２５６に記載の方法。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２６３に記載の方法。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２６３に記載の方法。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２６３に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２６４に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２６３に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２５６に記載の方法。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２６９に記載の方法。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２６９に記載の方法。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２６９に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２７０に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２６９に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２５６に記載の方法。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２７５に記載の方法。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２７５に記載の方法。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６〜１２６のいずれかで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２７５に記載の方法。
配列番号９４、１１６、１２７、または１４９に少なくとも６０％同一であるポリペプチドであって光活性化アニオンチャネルとして機能する該ポリペプチド、をコードする核酸
を含む、キット。
前記ポリペプチドが、配列番号９４で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｃ２のアミノ酸配列（配列番号７８）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｖ２８１Ｒ、Ｔ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２７９に記載のキット。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２８０に記載のキット。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２８０に記載のキット。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２８０に記載のキット。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２８１に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号９４〜１１５のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２８０に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、Ｃ１Ｖ１のアミノ酸配列（配列番号８０）に対して、Ｔ９８Ｓ、Ｅ１２２Ｎ、Ｅ１２９Ｑ、Ｅ１４０Ｓ、Ｖ１５６Ｒ、Ｅ１６２Ｓ、Ｐ２８１Ｒ、Ａ２８５Ｎ、Ｎ２９７Ｑ、及び／またはＥ３１２Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２７９に記載のキット。
最初の５０個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２８６に記載のキット。
１６７位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２８６に記載のキット。
１９５位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２８６に記載のキット。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２８７に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１２７〜１４８のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２８６に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＲｅａＣｈＲのアミノ酸配列（配列番号８１）に対して、Ｔ９９Ｓ、Ｅ１２３Ｎ、Ｅ１３０Ｑ、Ｅ１４１Ｓ、Ｖ１５７Ｒ、Ｅ１６３Ｓ、Ｐ２８２Ｒ、Ａ２８６Ｎ、Ｎ２９８Ｑ、及び／またはＥ３１３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２７９に記載のキット。
最初の５１個のＮ末端アミノ酸残基が、以下のアミノ酸残基：ＭＤＹＧＧＡＬＳＡＶＧ（配列番号８２）によって置換される、請求項２９２に記載のキット。
１６８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２９２に記載のキット。
１９６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２９２に記載のキット。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２９３に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１４９〜１７０のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２９２に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６で提供されるアミノ酸配列に対して少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、または１００％同一であるアミノ酸配列を有し、ＣｈＲ２のアミノ酸配列（配列番号７９）に対して、Ａ５９Ｓ、Ｅ８３Ｎ、Ｅ９０Ｑ、Ｅ１０１Ｓ、Ｑ１１７Ｒ、Ｅ１２３Ｓ、Ｖ２４２Ｒ、Ｔ２４６Ｎ、Ｎ２５８Ｑ、及び／またはＥ２７３Ｓから選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個のアミノ酸置換を含む、請求項２７９に記載のキット。
１２８位のシステイン残基が、トレオニン、アラニン、またはセリン残基に変更される、請求項２９８に記載のキット。
１５６位のアスパラギン酸残基が、アラニン残基、アスパラギン残基、またはシステイン残基に変更される、請求項２９８に記載のキット。
前記ポリペプチドが、配列番号１１６〜１２６のいずれか１つで提供されるアミノ酸配列を有する、請求項２９８に記載のキット。
標的位置を光で照射するように構成された装置をさらに含む、請求項２７９に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を約３５０〜約７５０ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を約４５０〜最大約５００ｎｍの範囲の波長を有する光で照射するように構成されている、請求項３０３に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を光で常時照射するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記装置が、前記標的位置を光パルスで照射するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記装置が、前記光の波長及び／または強度を調節するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記装置が、前記光パルスの周波数及び／または継続期間を調節するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記装置が、ユーザー入力に応答して前記標的位置を照射するように構成されている、請求項３０２に記載のキット。
前記ユーザー入力が、光の波長、光の強度、光パルスの継続期間、光パルスの周波数、及び／または前記光によって照射される前記標的位置を含む、請求項３０９に記載のキット。
前記装置が、対象に埋め込まれるようになっている、請求項３０２に記載のキット。
前記標的位置が、１つの細胞、細胞の一部、複数の細胞、神経線維の束、神経筋接合部、中枢神経系（ＣＮＳ）組織、末梢神経系（ＰＮＳ）組織、または解剖学的領域である、請求項３０２に記載のキット。