پیشگامان اپتوژنتیک برنده جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی شدند

جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی به کارل دایسروت، پیتر هگمن و گئورگ ناگل برای توسعه اپتوژنتیک، فناوری انقلابی که به دانشمندان اجازه می‌دهد سلول‌های عصبی را با نور کنترل کنند، اهدا شد. این سه نفر با بهره‌گیری از پروتئین‌های حساس به نور که در جلبک‌های تک‌سلولی کشف شده بودند، تکنیکی نوآورانه ایجاد کردند که امکان فعال یا خاموش کردن مدارهای مغزی را با دقت میلی‌ثانیه‌ای در موجودات زنده فراهم می‌کند.

تلاش‌های پیشین برای نقشه‌برداری از مسیرهای عصبی به مطالعات ضایعاتی ابتدایی، سوئیچ‌های شیمیایی سمی یا لیزرهای تهاجمی متکی بود که به بافت سلولی آسیب دائمی می‌زدند. کمیته نوبل تأکید کرد که برندگان با مهندسی مولکولی الهام‌گرفته از طبیعت، این بن‌بست را شکستند. پیتر هگمن کانال‌های یونی فعال‌شونده با نور را در جلبک‌ها شناسایی کرد و گئورگ ناگل بیان عملکردی آن‌ها را در سلول‌های جانوری نشان داد. سپس کارل دایسروت این پروتئین‌ها را در نورون‌های پستانداران تطبیق داد.

هسته اصلی اپتوژنتیک به کانال‌رودوپسین‌ها متکی است؛ پروتئین‌های غشایی تخصصی که در پاسخ به طول موج‌های خاص نور، کانال‌های یونی را باز می‌کنند. برخلاف روش‌های قدیمی که باعث آسیب دائمی می‌شدند، ابزارهای اپتوژنتیک می‌توانند فوراً تکانه‌ها را تحریک یا با ورود یون‌های کلرید منفی، آن‌ها را مهار کنند. این قابلیت دوگانه برای روشن یا خاموش کردن مدارهای عصبی، نوروبیولوژی را در دو دهه اخیر متحول کرده است.

این روش‌شناسی اکنون در آزمایشگاه‌های سراسر جهان استاندارد شده و مکانیسم‌های پیچیده پشت حافظه، خواب و پردازش حسی را آشکار می‌کند. اپتوژنتیک همچنان به روشن کردن مبانی عصبی اختلالات روانی، اعتیاد و بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند پارکینسون ادامه می‌دهد و زمینه‌ساز مداخلات درمانی هدفمند در آینده است.