什么是光遺傳學(Optogenetics)？
光遺傳學是利用遺傳和光學技術相結合的方法來控制細胞的活動。這種方法始于發現在光照下產生細胞反應的生化物質。通過分離編碼這些蛋白質的基因，科學家用它們來刺激其他活細胞的光反應。從光遺傳學獲得的知識使研究人...
光遺傳學是利用遺傳和光學技術相結合的方法來控制細胞的活動。這種方法始于發現在光照下產生細胞反應的生化物質。通過分離編碼這些蛋白質的基因，科學家用它們來刺激其他活細胞的光反應。從光遺傳學獲得的知識使研究人員對各種疾病過程有了更深入的了解。
科學家能夠利用光遺傳學刺激活細胞對光的反應。在20世紀70年代，科學家們發現，某些生物體產生的蛋白質控制著通常通過細胞膜的電荷。當暴露在特定波長的光下時，這些蛋白質會引起細胞間的相互作用。這些蛋白質通常被稱為G蛋白，在這段時間里，研究人員發現細菌視紫紅質對綠光有反應。進一步的研究發現了視紫質家族的其他成員，包括溝道視紫紅質和鹽紫質
醫生使用醫學成像和光遺傳學來繪制大腦內的路徑在2000年至2010年的十年間，神經科學家發現有可能提取出視蛋白基因并將其插入其他活細胞中，然后這些細胞獲得同樣的光敏性。最初使用的方法之一是去除視蛋白基因，將它們與良性病毒結合，把它們插入培養皿中的活神經元。當注入的細胞暴露在綠光脈沖下時，神經元的反應是打開離子通道。當通道打開時，細胞接收到離子的涌入，從而產生電流，開始與另一個神經元的通訊。科學家發現其他G蛋白對不同的光顏色有反應，抑制或增強鈣離子通道和腎上腺素的釋放。研究最終從將光遺傳學應用于一小群活細胞到使用活體哺乳動物實驗。通過將視蛋白基因導入小鼠大腦，細胞開始產生G蛋白。利用這些G蛋白和光纖，科學家們能夠控制神經元的放電速度。他們還開發了一種方法，將一根小光纖轉換成電極，以提供細胞活動的電讀數。這種腦-計算機接口允許研究人員評估和通過結合磁共振成像（MRI）和光遺傳學，研究人員能夠繪制出大腦內的神經活動和路徑，通過探索神經功能的復雜性，醫生們可以更好地理解什么是正常和異常的大腦活動與藥物和電療不同，光遺傳學允許調節特定的細胞和通路，從光遺傳學獲得的知識和技術也允許控制心臟細胞、淋巴細胞和分泌胰島素的胰腺細胞的功能。
科學家能夠利用光遺傳學刺激活細胞對光的反應。在20世紀70年代，科學家們發現，某些生物體產生的蛋白質控制著通常通過細胞膜的電荷。當暴露在特定波長的光下時，這些蛋白質會引起細胞間的相互作用。這些蛋白質通常被稱為G蛋白，在這段時間里，研究人員發現細菌視紫紅質對綠光有反應。進一步的研究發現了視紫質家族的其他成員，包括溝道視紫紅質和鹽紫質醫生使用醫學成像和光遺傳學來繪制大腦內的路徑在2000年至2010年的十年間，神經科學家發現有可能提取出視蛋白基因并將其插入其他活細胞中，然后這些細胞獲得同樣的光敏性。最初使用的方法之一是去除視蛋白基因，將它們與良性病毒結合，把它們插入培養皿中的活神經元。當注入的細胞暴露在綠光脈沖下時，神經元的反應是打開離子通道。當通道打開時，細胞接收到離子的涌入，從而產生電流，開始與另一個神經元的通訊。科學家發現其他G蛋白對不同的光顏色有反應，抑制或增強鈣離子通道和腎上腺素的釋放。研究最終從將光遺傳學應用于一小群活細胞到使用活體哺乳動物實驗。通過將視蛋白基因導入小鼠大腦，細胞開始產生G蛋白。利用這些G蛋白和光纖，科學家們能夠控制神經元的放電速度。他們還開發了一種方法，將一根小光纖轉換成電極，以提供細胞活動的電讀數。這種腦-計算機接口允許研究人員評估和通過結合磁共振成像（MRI）和光遺傳學，研究人員能夠繪制出大腦內的神經活動和路徑，通過探索神經功能的復雜性，醫生們可以更好地理解什么是正常和異常的大腦活動與藥物和電療不同，光遺傳學允許調節特定的細胞和通路，從光遺傳學獲得的知識和技術也允許控制心臟細胞、淋巴細胞和分泌胰島素的胰腺細胞的功能。
- 發表于 2020-08-12 11:45
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- 分類：醫療衛生
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