optogenetyczne

Optogenetyka to technika łącząca inżynierię genetyczną i fotonikę, umożliwiająca precyzyjną kontrolę aktywności komórek za pomocą światła. Wprowadza światłoczułe białka (opsyny) do określonych komórek, zwykle neuronów.

Mechanizm działania i cel. Światło o odpowiedniej długości fali otwiera lub blokuje kanały jonowe, co generuje szybkie depolaryzacje lub hiperpolaryzacje. Pozwala to na włączanie lub wyłączanie aktywności z milisekundową precyzją i umożliwia selektywne manipulowanie konkretnymi populacjami neuronów poprzez użycie promotorów genetycznych.

Zastosowania. Badania układów nerwowych, mapowanie obwodów, badanie pamięci i zachowań, takich jak strach czy nagroda. Potencjalne terapie dla zaburzeń neurologicznych i psychicznych, choć na etapie badań przedklinicznych.

Metody i narzędzia. Ekspresja opsyn za pomocą wektorów wirusowych (np. AAV) w docelowych regionach mózgu; światła dostarczane przez implanty optyczne, włókna optyczne lub mikroLED-y. Eksperymenty in vivo i in vitro.

Wyzwania i etyka. Ograniczenia techniczne: dystrybucja światła, fototoksyczność, immunogenność. Kwestie bezpieczeństwa, dobrostanu zwierząt i regulacje prawne; aspekty etyczne związane z genetyczną manipulacją.

Historia. Pionierzy: Gero Miesenböck, Karl Deisseroth i Ed Boyden w połowie lat 2000.