მედიცინის ნობელი სინათლით ნეირონების მართვის ტექნოლოგიას მიენიჭა

ორივე ცილა იონური არხის ფუნქციას ასრულებდა და სინათლის ზემოქმედებისას იხსნებოდა. ნაგელმა გენებს არხული როდოპსინი-1 და არხული როდოპსინი-2 უწოდა. შემდგომმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მეორე გენის მიერ წარმოქმნილი ცილა, შემოკლებით ChR2, განსაკუთრებით სწრაფად იხსნებოდა. იონების ნაკადი მხოლოდ 0,2 მილიწამში წარმოიქმნებოდა. ამან ქლამიდომონადაში თავდაპირველად დაფიქსირებული სინათლის რეაქციის უჩვეულო სისწრაფე ახსნა.

როდესაც მკვლევრებმა გენი ძუძუმწოვრების უჯრედებში შეიტანეს, განათებისას უჯრედებმა ელექტრული სიგნალი წარმოქმნეს. ჩვეულებრივ, ეს უჯრედები სინათლეზე არ რეაგირებს. ამ შედეგმა ნეირომეცნიერები განსაკუთრებით აღაფრთოვანა.

იონური არხები მრავალი ტიპის უჯრედში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, თუმცა ნერვულ სისტემაში მათი დატვირთვა განსაკუთრებით დიდია. ნეირონები ერთმანეთთან და ჩვენი სხეულის სხვა ქსოვილებთან ელექტრული იმპულსებით ურთიერთობს. ამ იმპულსებს უჯრედში იონების შესვლა და იქიდან გამოსვლა განაპირობებს. იონური არხების მართვა ნეირონის მართვის შესაძლებლობას იძლევა.

ამ ეტაპზე საქმეში კარლ დაისეროთი ჩაერთო. დაისეროთი ეძებდა მეთოდს, რომელიც ცოცხალ ტვინში კონკრეტული ნერვული უჯრედების აქტივობის ჩართვისა და გამორთვის საშუალებას მისცემდა. მისი აზრით, ასეთი საშუალება ტვინის ფუნქციებზე ცოდნას გააფართოებდა. ის ასევე დეპრესიისა და შიზოფრენიის მსგავსი მდგომარეობების მკურნალობის ახალ გზებს გახსნიდა.

ChR2-ის აღმოჩენის შემდეგ დაისეროთმა ნაგელს დნმ-ის თანმიმდევრობა სთხოვა, რათა ის ვირთხის ნერვულ უჯრედებში შეეტანა. ლაბორატორიულ ჭურჭელში გაზრდილმა ნეირონებმა ChR2 წარმოქმნა. ლურჯი სინათლით განათებისას მათ დაუყოვნებლივ წარმოქმნეს ელექტრული იმპულსი, რომელიც სხვა ნეირონებს გადაეცა. 2005 წელს მიღებულმა ამ შედეგმა ChR2-ის ნეირომეცნიერების ინსტრუმენტად დამკვიდრებაში გადამწყვეტი როლი შეასრულა.

მომდევნო წლებში დაისეროთი, ჰეგემანი და ნაგელი ერთობლივად ეძებდნენ სხვა ცილებს. სხვადასხვა სიგრძის სინათლის ტალღების გამოყენებით ამ ცილებს ნეირონების გააქტიურება ან გამორთვა უნდა შესძლებოდა. ამ ინსტრუმენტებით მკვლევრებს ახლა ექსპერიმენტების ისე დაგეგმვა შეუძლიათ, რომ ნეირონების ერთი ჯგუფი ერთი სიგრძის ტალღამ ჩართოს, ხოლო მეორე ჯგუფი სხვა სიგრძის ტალღამ მართოს.

ტერმინი „ოპტოგენეტიკა“ 2006 წელს შეიქმნა და მას შემდეგ მეთოდი სხვადასხვა კვლევაში გამოიყენეს. კაროლინსკის ინსტიტუტის ნობელის ასამბლეამ (Nobel Assembly) პრესრელიზში განაცხადა: „ოპტოგენეტიკის გამოყენებით მკვლევრებმა შეძლეს გამოევლინათ ნერვული წრედები, რომლებიც კონკრეტულ მოგონებებს, გრძნობებსა და ქცევებს მართავს და ნევროლოგიურ და ფსიქიატრიულ დარღვევებს უკავშირდება. კლინიკურ მედიცინაში მკვლევრები მეთოდს მხედველობის დარღვევის მქონე ადამიანებისთვის მხედველობის აღდგენის მცდელობებში იყენებენ“.

თემებიგეორგ ნაგელიკარლ დაისეროთიპერ სვენინგსონიპეტერ ჰეგემანიბერლინის ჰუმბოლდტის უნივერსიტეტივიურცბურგის უნივერსიტეტიკაროლინსკის ინსტიტუტისტენფორდის უნივერსიტეტიოპტოგენეტიკაქლამიდომონადა

გამოქვეყნდა 8 ოქტომბერი, 2026