معرفی اپتوژنتیک

اپتوژنتیک  یک تکنیک است که برای مطالعه مدارهای عصبی در مغز استفاده می شود. این شاخه ای از بیوتکنولوژی است که ژنتیک و تکنیک های نوری را برای درک و کنترل یک مدار عصبی خاص در یک مغز انسان زنده ترکیب می کند.

تکنولوژی opsin برای اولین بار از مفهوم kanrhodopsin توسعه یافته بود؛ یک کانال یونی تحریک شده در جلبک سبز Chlamydomonas reinhardtii، و بعدها گروهی از دانشمندان علوم اعصاب که optogenetics ( اپتوژنتیک ) را کشف کردند. 

  منشا کوتاهی از اپتوژنتیک :

فرانسیس کریک، کشف کننده ساختار DNA، یک ایده را در مورد امکان کنترل نورون هدف با استفاده از نور پیشنهاد کرد.در طول سال ها، تحقیقات زیادی در مورد چشم انجام شد تا ایده های مرتبط را ارائه دهند. سلول های فتوگرامتر نوع خاصی از سلول های عصبی در شبکیه هستند که به نور پاسخ می دهند و انرژی نور را به سیگنال های شیمیایی تبدیل می کنند که باعث اعمال تغییرات نورونی برای تحریک فرایندهای بیولوژیکی می شود. با نتایج آزمایشات، تمرکز بر کنترل فعالیت های عصبی افزایش یافته است.

مشخص شده است که برخی از موجودات میکروبی قادر به تولید پروتئین های سبک هستند که می توانند حرکت یون ها را از طریق غشای پلاسما کنترل کنند. محققان بر این باورند که باکتریورودوپسین به عنوان یک جفت کننده یونی است که به سرعت عکس توسط چراغ های مرئی فعال می شود. بعدها، هالورودوپسین و کانترودوپسین در میکروارگانیسم ها کشف شد که پروتئین های حساس به عکس بیانگر ژن های خاص بودند.

معرفی ژن opsin میکروبی به سلول های عصبی نشان داده است که آن را به طور فعال حساس به نور است. پس از چندین مطالعه با کانالدروپسین و هالورودوپسین، ثابت شده است که آنها قادر به تعویض و غیرفعال کردن نورونها هستند. بافتهای رتینوئیدی که به طور طبیعی به نام شبکیه شبکهای (trans-retinal) شناخته میشوند، یک عامل کافاکتر درگیر در کنترل میکروبی opsin است. این روش رویکرد optogenetic در مغز پستانداران بدون آسیب است.

کار اپتوژنتیک :

در اپتوژنتیک  کانال های یونی حساس به حساس به نور (GEP، کانترودوپسین، هالورودوپسین و غیره) از طریق ویکتورهای ویروسی به یک ژن هدف منتقل می شوند. در مورد روشنایی، این کانال های یون حساس به نور پس از انتقال، به ترتیب برای مطالعه الگوی بیماری و کارایی درمان ارائه می شوند یا به آن متصل می شوند. با استفاده از این تکنیک، حتی بافت پیچیده مغز زنده به راحتی مطالعه می شود. به عنوان مثال، در آزمایش موش، با استفاده از "لوله های نور" برای تحویل نور به مناطق خاص مغز، که اعصاب بویایی را تحریک می کند تا مرکز حرکت را برای فعال کردن فعالیت بدنی فعال کند.

مطالعات قبلا نشان داده اند که انتقال ژن کانالرودپسین به سلول های شبکیه، واکنش نور را در موش های فاقد فورسترکتیو ایجاد می کند. در نهایت، این تکنیک یک روش موثر و سودمند در درمان نابینایی ناشی از بدتر شدن ماکولا و سایر اختلالات در انسان از رویکردهای درمانی مضر است.