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ChR2是Channelrhodopsin的一种，属于视紫质蛋白(rhodopsins)，是一类光控的离子通道，能通透Na+离子，还能通透K+，Ca2+，H+等阳离子，来源于模式生物莱茵衣藻。在这些单细胞藻类中，Channelrhodopsin是形成向光性的关键分子。当移植到其他生物体上以后，可以实现用光调控细胞兴奋性，胞内pH值，钙离子内流等生物学过程。ChR2对470nm蓝光吸收最明显。

hChR2(H134R)是ChR2最常见形式，h指代该基因的编码序列经过适用人密码子表的优化，H134R指第134位的组氨酸突变为精氨酸，这个突变降抑制了ChR2对H+的结合，增加了Na+的通过能力，从而增加了分子整体的电导率，进而增加了光照下激发的内向电流。一般用470nm左右的蓝光激发。

hSyn启动子，也称为hSyn1启动子，从人突触素蛋白1(Synapsin1)的启动子区克隆得到，长度为0.5kb左右，神经元特异表达。

mCherry，红色荧光蛋白，激发波长587nm，发射波长610nm。