رواد البصريات الوراثية يفوزون بجائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء

مُنحت جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء لكل من كارل دايسروث، وبيتر هيجمان، وجورج ناجل لتطويرهم تقنية البصريات الوراثية، وهي تقنية ثورية تمكّن العلماء من التحكم في الخلايا العصبية الفردية باستخدام الضوء. ومن خلال تسخير البروتينات الحساسة للضوء المكتشفة في الطحالب الخضراء وحيدة الخلية، أسس الثلاثي تقنية مبتكرة تسمح بتنشيط أو إسكات دوائر دماغية مستهدفة بدقة ميلي ثانية غير مسبوقة في الكائنات الحية.

اعتمدت المحاولات السابقة لرسم خرائط المسارات العصبية على دراسات الآفات البدائية، أو المفاتيح الكيميائية السامة، أو الليزرات الغازية التي أتلفت الأنسجة الخلوية بشكل دائم. وقد أدركت لجنة نوبل أن الفائزين حلوا هذا المأزق من خلال الهندسة الجزيئية المستوحاة من الطبيعة. حدد بيتر هيجمان القنوات الأيونية المنشطة بالضوء في الطحالب، بينما أثبت جورج ناجل تعبيرها الوظيفي عبر الخلايا الحيوانية. لاحقاً، نجح كارل دايسروث في تكييف هذه البروتينات في أعصاب الثدييات.

يعتمد جوهر البصريات الوراثية على بروتينات غشائية متخصصة تفتح قنوات أيونية استجابة لأطوال موجية محددة من الضوء. وفي حين أدت تقنيات حذف الجينات السابقة إلى تعطيل الخلايا العصبية بشكل دائم، يمكن لأدوات البصريات الوراثية تحفيز النبضات فوراً أو تثبيطها عن طريق السماح لأيونات الكلوريد السالبة بالتدفق إلى الداخل. لقد أحدثت هذه القدرة المزدوجة تحولاً جذرياً في علم الأعصاب.

أصبحت هذه المنهجية الآن معياراً في المختبرات العلمية عالمياً، حيث تكشف الآليات المعقدة وراء تكوين الذاكرة، وتنظيم النوم، والمعالجة الحسية. وتواصل البصريات الوراثية تسليط الضوء على الأسس العصبية للاضطرابات النفسية والإدمان والأمراض التنكسية العصبية مثل باركنسون، مما يضع أساساً حيوياً للتدخلات العلاجية المستقبلية.