Włącznik światła neuronowego teraz włącza się i wyłącza

Optogenetyka to niedawna innowacja w neuronauce, która daje naukowcom możliwość kontrolowania aktywności neuronów za pomocą światła. Dzięki temu potężnemu narzędziu naukowcy rozrywają biologiczne podstawy pamięci, zachowania i chorób (patrz „Naukowcy sprawiają, że myszy „pamiętają” rzeczy, które się nie zdarzyły i Włącznik lękowy). Ale przez pierwszych kilka lat istnienia tej technologii białka, które naukowcy dodali do neuronów, aby reagowały na światło, były dobre tylko w aktywacji neuronów. Ograniczyło to zdolność naukowców do zrozumienia obwodów neuronalnych, zestawów połączonych ze sobą neuronów, które, jak się uważa, kontrolują zachowanie, a w przypadku błędnych zapłonów leżą u podstaw wielu stanów mózgu. Problemy mogą wynikać z braku równowagi w aktywności obwodów, czy to za dużo, czy za mało.

Teraz dwie grupy badawcze opracowały nowe białka optogenetyczne, które można wykorzystać do skutecznego wyciszania neuronów. Jedno z dwóch nowych białek pochodzi z laboratorium Karl Deisseroth , psychiatra i neurobiolog z Uniwersytetu Stanforda, który pomógł rozwinąć optogenetykę jako narzędzie badawcze. Nowy wyłącznik jego grupy dla neuronów został stworzony przez zmianę 10 z 333 aminokwasów w istniejącym białku optogenetycznym, które samo zostało zaprojektowane przez połączenie naturalnych białek z zielone glony . Ten postęp tworzy potężne narzędzie, które pozwala neurologom na hamowanie dowolnego konkretnego obwodu z milisekundową precyzją, powiedział Thomas Insel, dyrektor Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego, w wydanym oświadczeniu. Inne nowe białko wyciszające , opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie i współpracowników, powstał poprzez zmianę aminokwasów w tym samym istniejącym białku optogenetycznym.

Niektórzy badacze rozważają również optogenetykę jako potencjalną metodę leczenia pacjentów z różnymi schorzeniami (patrz Dla myszy i być może mężczyzn, Ból minął w mgnieniu oka i Włączanie świateł w celu powstrzymania napadów), ale istnieją ogromne wyzwania do pokonania . Metoda wymaga modyfikacji genetycznej komórek, aby uczynić je wrażliwymi na światło. Wymaga również wszczepionych źródeł światła dla wszystkich, z wyjątkiem najpłytszych zakończeń nerwowych.

ukryć