فناوری اپتوژنتیک در تحقیقات مغزی

تأثیر پرقدرت فناوری اپتوژنتیک در تحقیقات مغزی توسط جوایز متعددی به بازیگران اصلی در این زمینه شناخته شده است.

در سال 2010 ، جورج ناگل ، پیتر هگمان و ارنست بامبرگ جایزه ویلی را در علوم زیست پزشکی دریافت کردند. گئورگ ناگل ، پیتر هگمان و ارنست بامبرگ نیز در سال 2010 جایزه کارل هاینز بکورتس را دریافت کردند. در سال 2010 ، جایزه افتتاحیه HFSP Nakasone به دیسروت "به دلیل کارهای پیشگامانه اش در زمینه توسعه روش های اپتوژنتیک برای مطالعه عملکرد شبکه های عصبی زمینه ساز" اهدا شد.

کاوشگرهای اپتوژنتیک فعالیت عصبی

گروه دوم مقالات پیشرفت در ایجاد کاوشگرهای اپتوژنتیک فعالیت عصبی را توصیف می کنند: سنسورهای نوری پتانسیل غشا مدت هاست که وعده داده اند توانایی کنترل همزمان فعالیت الکتریکی بسیاری از سلول های عصبی را فراهم می کنند.

فن آوری های نوری ترکیبی در حال ظهور

سایر فن آوری های نوری ترکیبی در حال ظهور

تحریک فتوشیمیایی

فعال سازی نوری

دستکاری نوری

تحریک فوتوترمال.

اپسین های جدید و روش های جدید برای اپتوژنتیک

اپسین های جدید و روش های زایمان برای اپتوژنتیک

اپسین های عملکردی بهبود یافته با خواص طیفی و الکتریکی افزایش یافته است

بردارهای ویروسی و استراتژی های بیان جدید

تحویل نوری و بیان ژن

پروب های ترکیبی ترکیبی پیشرفته

منابع جدید برای تحریک اپتوژنتیک

منابع جدید برای تحریک اپتوژنتیک

اپتوژنتیک دو فوتونی

تیرهای مکانی و زمانی تعدیل شده

راهنماهای موج و روش های تحویل نور برای برنامه های داخل بدن

دستگاه های مبتنی بر آرایه μLED برای کاربردهای مصنوعی

انتشار مدل تحریک نور در بافت

بیوفیزیک و خصوصیات طیف سنجی آپسین ها

بیوفیزیک و خصوصیات طیف سنجی آپسین ها

خصوصیات opsins توسط FTIR ، Raman و سایر روشهای طیف سنج نوری 

روشن ساختاری مولکولی اپسینها توسط کریستالوگرافی 

روشهای ارزیابی الکتروفیزیولوژی جدید

مدلسازی opsin-photocycle.

کاربردهای مدولاسیون اپتوژنتیک

کاربردهای مدولاسیون اپتوژنتیک :

تعدیل عصبی برای کاربردهای پزشکی

کنترل فعالیت سلولهای بنیادی و تمایز آنها

دستکاری سیستم های سلولی قلبی و تحریکی دیگر

برنامه ریزی مجدد فعالیت های متابولیکی

تشریح مدار عصبی: اتصال متقابل عملکردی

تعدیل سایر عملکردهای سلولی.

اپتوژنتیک

با تلفیق روشهای ژنتیکی و نوری ، "اپتوژنتیک" امکان کنترل (تحریک یا خاموش کردن) سلولهای فعال کننده الکتریکی و هدف گیری ژنتیکی را با دقت زمانی بالا فراهم کرده است. این امر با اجازه کالبد شکافی عملکرد مدارهای عصبی ، به شدت بر تحقیقات علوم اعصاب تأثیر گذاشته است. از زمان اولین نمایش خود در داخل بدن ، فناوری اپتوژنتیک در پستانداران متحرک به کار گرفته شده است و در نهایت می تواند اساس درمان اختلالات عصبی مانند ترمیم بینایی ، درمان روانپزشکی و کنترل درد باشد. 

اپتوژنتیک فناوری جدیدی از رابط مغز که از دیدابی زیستی منشا می گیرد

Optogenetics یک تکنیک تحریک مغزی است که در آن فعالیت سلولهای تحریک پذیر ، مانند سلول های عصبی یا آستروسیت ، با قرار گرفتن سلول های هدف در معرض پالس های طول موج مناسب ، تعدیل می شود. قبل از آزمایش های اپتوژنتیک ، ما سازه های ژنتیکی خاصی را برای بیان سلول های یونی فعال شده با نور یا پمپ های یون و تولید حساسیت به نور ، به سلول های هدف می رسانیم. هنگامی که این پروتئین ها تولید می شوند ، ما می توانیم فعالیت سلول را دقیقاً با قرار دادن چنین سلول هایی در توالی پالس های نور تعدیل کنیم.  

نشانگرهای زیستی و پروب های فلورسنت در زیست شناسی کمی

توالی ژنوم بسیاری از موجودات اکنون کامل شده است. "با این حال ، توالی ژنوم به تنهایی فاقد اطلاعات مکانی و زمانی است و بنابراین به همان اندازه لیست های سرشماری یا فهرست های تلفنی پویا و آموزنده است". ما کلمات کد ژنتیکی را می دانیم ، اما باید هر یک از آنها را به عملکرد خاصی مرتبط کنیم. چالش این قرن این است که بفهمیم پروتئین ها برای ساختن سلول ها و ارگانیسم های زنده چگونه کار می کنند. پروتئین ها برای اکثر فرآیندهای بیولوژیکی ضروری هستند ، اما آنها به سادگی اجسامی با سطوح واکنش شیمیایی نیستند و درک عملکرد آنها آسان نیست.