Optogenetics 란 무엇입니까?

광학학은 유전자 및 광학 기술의 조합을 사용하여 세포 작용을 제어하는 ​​것입니다. 이 방법은 빛에 노출 될 때 세포 반응을 일으키는 생화학 적 발견으로 시작되었습니다. 이들 단백질을 코딩하는 유전자를 분리함으로써 과학자들은 이들을 사용하여 다른 살아있는 세포에서 빛 반응을 자극합니다. Optogenetics에서 얻은 지식은 연구자들에게 다양한 질병 과정에 대한 더 큰 통찰력을 제공합니다.

1970 년대에 과학자들은 특정 유기체가 일반적으로 세포막을 가로 질러 전달되는 전하를 제어하는 ​​단백질을 생산한다는 것을 발견했습니다. 이들 단백질은 특정 파장의 빛에 노출 될 때 세포 간의 상호 작용을 유발했다. 일반적으로 G- 단백질이라고하는 이들 단백질은 Opsins로 알려진 유전자 그룹에 의해 암호화된다. 이 기간 동안 연구자들은 바이러스 호도 팝신이 녹색 빛에 반응한다는 것을 발견했습니다. 추가 연구는 Channelrhodopsin 및 Halorhodop을 포함하여 Opsin 제품군의 다른 구성원을 발견했습니다.죄.

2000 년에서 2010 년까지 신경 과학자들은 Opsin 유전자를 추출하여 다른 살아있는 세포에 삽입하여 동일한 감광성을 얻는 것이 가능하다는 것을 발견했습니다. 처음에 사용 된 방법 중 하나는 Opsin 유전자를 제거하고 양성 바이러스와 결합하여 페트리 접시에 살아있는 뉴런에 삽입하는 것과 관련이 있습니다. 주사 된 세포가 녹색 빛의 펄스에 노출되었을 때, 뉴런은 이온 채널을 개방하여 반응했다. 채널이 열린 상태에서, 세포는 이온의 유입을 받아 전류가 흐르고 다른 뉴런과의 통신을 시작했다. 과학자들은 다른 G- 단백질이 다른 밝은 색에 반응하여 칼슘 이온 채널과 에피네프린 방출을 억제하거나 강화한다는 것을 발견했습니다.

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연구는 결국 사형성을 소수의 살아있는 세포 그룹에 적용하는 것에서 살아있는 포유 동물 대상을 사용하는 것까지 진행되었습니다. OPSI를 소개함으로써N 유전자가 생쥐의 뇌로, 세포는 G- 단백질을 생성하기 시작했다. 이러한 G- 단백질 및 섬유 광학을 통해 과학자들은 뉴런 발사 속도를 제어 할 수있었습니다. 또한 작은 광섬유를 전극으로 변환하여 세포 활성의 전기 판독을 제공하는 방법을 개발했습니다. 이 뇌-컴퓨터 인터페이스는 연구원들이 뇌의 어느 곳에서나 특정 세포 그룹을 평가하고 조절할 수 있도록합니다.

자기 공명 영상 (MRI)과 광학학을 결합하여 연구원들은 뇌 내 신경 활동과 경로를 매핑 할 수 있습니다. 신경 학적 기능의 복잡성을 탐구함으로써, 의사는 정상적이고 비정상적인 뇌 활동을 구성하는 것에 대한 이해를 더 잘 이해합니다. 약물 및 전기 요법과 달리 Optogenetics는 특정 세포 및 경로의 조절을 허용합니다. 광학에서 얻은 지식과 기술은 또한 심장 세포, 림프구 및 인슐린 분비 췌장 세포의 기능을 제어 할 수 있습니다.>