Нобелевскую премию присудили разработчикам оптогенетики

Что произошло

Нобелевскую премию по физиологии или медицине присудили Karl Deisseroth, Peter Hegemann и Georg Nagel за развитие подхода, который позволяет активировать и подавлять нейроны в неповрежденном мозге.

Исследователи и их коллеги сформировали область, получившую название «оптогенетика»: с помощью света она меняет активность нервных клеток, отмеченных по работе отдельных генов.

Как работает метод

Нервные импульсы возникают благодаря ионным каналам — белкам в мембране, через которые проходят заряженные атомы. В обычной работе нервной системы эти каналы включаются только при определенных условиях, например при обнаружении нейромедиатора или изменении напряжения.

Идея оптогенетики заключается в том, чтобы управлять этой системой и заставлять клетку генерировать импульсы в нужный момент, а затем наблюдать за изменением поведения животного.

Предыдущие методы требовали введения нескольких генов, специальных химических веществ или лазеров такой мощности, что они могли повреждать клетки.

Роль Chlamydomonas

Решение нашли при изучении одноклеточной водоросли Chlamydomonas. У нее есть два жгутика для движения и световое пятно, определяющее направление к источнику света.

Peter Hegemann, работавший в Humboldt University в Берлине, вместе с коллегами подключил к Chlamydomonas электрод. Они показали, что вспышка света вызывает быстрый приток ионов, что указывало на открытие ионного канала.

Позже Hegemann обнаружил два гена, похожих на светочувствительный ионный насос архей. Подавление их активности с помощью РНК-интерференции уменьшило поток ионов в ответ на свет, связав эти гены со световосприятием водоросли.