Трое ученых получили Нобеля за управление нейронами светом — ScienceDaily
Карл Дайссерот, Петер Хегеманн и Георг Нагель получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине за исследования управляемых светом ионных каналов и оптогенетики — метода, позволяющего активировать отдельные нервные клетки светом. Об этом сообщает ScienceDaily.
Хегеманн из Берлинского университета имени Гумбольдта и Нагель из Вюрцбургского университета исследовали, как одноклеточная водоросль Chlamydomonas реагирует на свет. Они установили, что этот механизм связан с белком каналородопсином. Он находится во внешней мембране клетки водоросли и содержит молекулу ретинальдегида, способную поглощать свет.
Как свет активирует клетки
После попадания света ретинальдегид меняет форму, из-за чего изменяется и каналородопсин, а в мембране открывается канал. Через него в клетку могут поступать положительно заряженные ионы, в частности натрий, что создает сигнал для движения водоросли.
Ученые применили этот принцип к нервным клеткам. Для этого ген каналородопсина доставляют в нужные нейроны, обычно с помощью модифицированного вируса, который не вызывает болезни. После этого клетки вырабатывают светочувствительный белок и реагируют на освещение, тогда как соседние нейроны без такого белка не испытывают воздействия света.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Исследования памяти и возможности лечения
В опытах на мышах свет направляют в мозг через тонкое оптическое волокно. Это позволяет быстро включать и выключать активность небольших групп нейронов и изучать их роль в памяти, сне, ощущениях или движениях.
В 2012 году команда Массачусетского технологического института отметила методом оптогенетики клетки центра памяти мышей, активные во время опыта с легким электрическим ударом. Когда через несколько дней эти клетки активировали светом в другой клетке, животные замирали от страха, словно вспоминали пережитое. Дайссерот был среди авторов этой работы.
Оптогенетика также испытывается в ранних клинических исследованиях с участием людей с дегенерацией сетчатки. Исследователи вводят светочувствительные белки в нервные клетки, сохранившиеся после утраты палочек и колбочек, чтобы восстановить часть зрения. Также изучается возможность применения метода для лечения болезни Паркинсона и эпилепсии.
