Trzech naukowców otrzymało Nobla za sterowanie neuronami światłem — ScienceDaily
Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za badania nad sterowanymi światłem kanałami jonowymi i optogenetyką — metodą umożliwiającą aktywowanie pojedynczych komórek nerwowych światłem. informuje ScienceDaily.
Hegemann z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie i Nagel z Uniwersytetu w Würzburgu badali, jak jednokomórkowa alga Chlamydomonas reaguje na światło. Ustalili, że mechanizm ten jest związany z białkiem kanałorodopsyną. Znajduje się ono w zewnętrznej błonie komórki algi i zawiera cząsteczkę retinaldehydu zdolną do pochłaniania światła.
Jak światło aktywuje komórki
Po padnięciu światła retinaldehyd zmienia kształt, przez co zmienia się również kanałorodopsyna i otwiera się kanał w błonie. Przez niego do komórki mogą napływać dodatnio naładowane jony, w tym sód, co tworzy sygnał do ruchu algi.
Naukowcy zastosowali tę zasadę do komórek nerwowych. W tym celu gen kanałorodopsyny dostarcza się do potrzebnych neuronów, zwykle za pomocą zmodyfikowanego wirusa, który nie wywołuje choroby. Następnie komórki wytwarzają białko światłoczułe i reagują na oświetlenie, podczas gdy sąsiednie neurony bez tego białka nie są poddawane działaniu światła.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Badania pamięci i możliwości leczenia
W doświadczeniach na myszach światło kieruje się do mózgu przez cienkie włókno optyczne. Pozwala to szybko włączać i wyłączać aktywność niewielkich grup neuronów oraz badać ich rolę w pamięci, śnie, odczuciach lub ruchach.
W 2012 roku zespół Massachusetts Institute of Technology oznaczył metodą optogenetyki komórki ośrodka pamięci myszy, aktywne podczas doświadczenia z łagodnym porażeniem prądem. Gdy kilka dni później komórki te aktywowano światłem w innej klatce, zwierzęta zastygały ze strachu, jakby przypominały sobie przeżyte wydarzenia. Deisseroth był jednym z autorów tej pracy.
Optogenetyka jest także testowana we wczesnych badaniach klinicznych z udziałem osób z degeneracją siatkówki. Badacze wprowadzają białka światłoczułe do komórek nerwowych, które pozostały po utracie pręcików i czopków, aby przywrócić część wzroku. Badana jest również możliwość zastosowania tej metody w leczeniu choroby Parkinsona i padaczki.
