Ano ang Optogenetics?

Ang Optogenetics ay ang pagkontrol ng pagkilos ng cell gamit ang isang kumbinasyon ng mga genetic at optical na pamamaraan.Ang pamamaraang ito ay nagsimula sa pagtuklas ng mga biochemical na gumagawa ng mga tugon ng cellular kapag nakalantad sa ilaw.Sa pamamagitan ng paghiwalayin ang mga gene na code para sa mga protina na ito, ginagamit ng mga siyentipiko ang mga ito upang pasiglahin ang mga magaan na tugon sa iba pang mga nabubuhay na cell.Ang kaalaman na nakuha mula sa optogenetics ay nagbibigay ng mga mananaliksik ng higit na pananaw sa iba't ibang mga proseso ng sakit.

Noong 1970s, natuklasan ng mga siyentipiko na ang ilang mga organismo ay gumagawa ng mga protina na kumokontrol sa mga singil na elektrikal na karaniwang pumasa sa mga cellular membranes.Ang mga protina na ito ay nagdulot ng pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga cell kapag nakalantad sa ilang mga haba ng haba ng ilaw.Ang mga protina na ito, na karaniwang tinutukoy bilang G-proteins, ay naka-encode ng isang pangkat ng mga gene na kilala bilang Opsins.Sa panahong ito, natagpuan ng mga mananaliksik na ang mga bacteriorhodopsins ay tumugon sa berdeng ilaw.Ang karagdagang pananaliksik ay natuklasan ang iba pang mga miyembro ng pamilyang Opsin, kabilang ang channelrhodopsin at halorhodopsin.Ang isa sa mga pamamaraan sa una ay ginamit na kasangkot sa pag -alis ng mga gen ng opsin, pagsasama -sama ng mga ito sa isang benign virus, at pagpasok ng mga ito sa mga live na neuron sa isang ulam na Petri.Kapag ang mga injected cells ay nakalantad sa mga pulses ng berdeng ilaw, ang mga neuron ay tumugon sa pamamagitan ng pagbubukas ng mga channel ng ion.Sa bukas na mga channel, ang mga cell ay nakatanggap ng isang pag -agos ng mga ion na nagdulot ng isang de -koryenteng kasalukuyang dumadaloy, na nagsisimula ng komunikasyon sa isa pang neuron.Natuklasan ng mga siyentipiko na ang iba pang mga G-protein ay tumugon sa iba't ibang mga kulay ng ilaw, pagpigil o pagpapahusay ng mga channel ng calcium ion at paglabas ng epinephrine.

Ang pananaliksik ay kalaunan ay umunlad mula sa pag-apply ng optogenetics sa isang maliit na grupo ng mga live cells sa paggamit ng mga live na paksa ng mammal.Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga opsin gen sa talino ng mga daga, ang mga cell ay nagsimulang gumawa ng mga G-protein.Sa mga G-protein at fiber optika na ito, ang mga siyentipiko ay nakontrol ang rate ng pagpapaputok ng neuron.Bumuo din sila ng isang paraan ng pag -convert ng isang maliit na optic fiber sa isang elektrod upang magbigay ng isang de -koryenteng pagbabasa ng aktibidad na cellular.Ang interface ng utak-computer na ito ay nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na suriin at ayusin ang mga tiyak na grupo ng mga cell kahit saan sa utak.Sa pamamagitan ng paggalugad ng mga intricacy ng neurological function, ang mga manggagamot ay nakakakuha ng isang mas mahusay na pag -unawa sa kung ano ang bumubuo ng normal at hindi normal na aktibidad ng utak.Hindi tulad ng mga gamot at electrotherapy, pinapayagan ng optogenetics ang regulasyon ng mga tiyak na mga cell at mga landas.Ang kaalaman at teknolohiya na nakuha mula sa optogenetics ay nagbibigay -daan din sa pagkontrol ng pag -andar ng mga cell ng cardiac, lymphocytes, at insulin na pagtatago ng mga cell ng pancreatic.