optogenetiku

Optogenetika je oblast vědy, která spojuje genetiku a optiku ke kontrole aktivity vybraných buněk pomocí světla. Základ tvoří světelně citlivé proteiny zvané opsiny, které jsou cíleně exprimovány v buňkách pomocí genetických metod. Při osvětlení určitou vlnovou délkou tyto proteiny mění průchod iontů přes membránu a tím mění membránový potenciál, což buňku buď aktivuje, nebo inhibuje.

Mezi nejznámější opsiny patří Channelrhodopsin-2 (ChR2), který při modrém světle depolarizuje buňky, a halorhodopsin (NpHR) či archaerhodopsin (Arch), které po osvětlení inhibují aktivitu. Novější varianty s delší vlnovou délkou, jako Chrimson, umožňují použití červeného světla pro lepší průnik tkání. Exprese opsinů se dosahuje pomocí vektorů (např. AAV) nebo genetických linií a cílení na konkrétní typy buněk se provádí pomocí specifických promoterů.

Poté, co byl princip poprvé demonstrován v roce 2005 (Boyden a kol.) v neuronových sítích savců, optogenetika rychle expandovala do studií chování u volně se pohybujících zvířat a mapování neuronových obvodů. Kromě základního výzkumu nachází uplatnění i v medicíně, například v retinálních protezách pro zlepšení zraku, a zkoumají se možnosti léčby poruch pohybu nebo epilepsie a dalších tkání.

Mezi hlavní omezení patří nutnost chirurgického zavedení světelného zdroje a genetické vazby, riziko tepelného poškození tkání, imunitní reakce a etické či regulační otázky spojené s genetickou modifikací. Optogenetika je vysoce cílená a časově precizní, avšak její klinické využití vyžaduje další výzkum a bezpečnostní standardy.