SZTOKHOLM, SZWECJA / RankWire.AI / – Karl Deisseroth, Peter Hegemann i Georg Nagel otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za rok 2026 za pionierskie odkrycia, które położyły podwaliny pod optogenetykę. Zgromadzenie Noblowskie w Instytucie Karolinska ogłosiło to wyróżnienie 5 października. Ich badania dostarczyły naukowcom precyzyjnej metody manipulowania określonymi komórkami nerwowymi za pomocą światła. Obecnie technika ta odgrywa kluczową rolę w badaniach nad obwodami mózgowymi, zachowaniem, pamięcią i chorobami, stając się jednym z najważniejszych narzędzi eksperymentalnych w neuronauce.
Hegemann i Nagel odegrali kluczową rolę w odkryciu mechanizmu działania rodopsyny kanałowej w zielenicy Chlamydomonas. Białko to buduje światłoczuły kanał osadzony w błonie komórkowej, który może być aktywowany przez niebieskie światło, umożliwiając przepływ jonów o ładunku elektrycznym. Ten ruch jonów może wywoływać reakcje elektryczne wewnątrz komórki. Ich eksperymenty wykazały, że rodopsynę kanałową można wprowadzić do innych typów komórek, umożliwiając im reagowanie na światło. To odkrycie stworzyło podstawy do kontrolowania aktywności komórkowej za pomocą krótkich impulsów światła.
Deisseroth następnie zaadaptował to odkrycie do zastosowań w neuronauce. W 2005 roku wykazał, że rodopsyna kanałowa może indukować reakcję komórek nerwowych szczura na niebieskie światło. Jego praca dowiodła, że światło może inicjować sygnały elektryczne w określonych neuronach. Dalsze badania wykazały skuteczność tej techniki u żywych zwierząt, co znacząco rozwinęło optogenetykę jako praktyczne narzędzie do badania wpływu poszczególnych obwodów mózgowych na aktywność i zachowanie. To podejście zapewniło badaczom znacznie większą dokładność w porównaniu z poprzednimi metodami.
Optogenetyka zmienia krajobraz badań nad mózgiem
Ta innowacyjna metoda łączy celowanie genetyczne z białkami wrażliwymi na światło. Naukowcy mogą selektywnie aktywować lub hamować określone grupy komórek nerwowych. Taka kontrola jest kluczowa dla zrozumienia, jak obwody neuronowe regulują ruch, uczenie się, emocje i pamięć. Według Zgromadzenia Noblowskiego, technika ta zrewolucjonizowała badania nad żywymi mózgami. Umożliwia ona również laboratoriom powiązanie aktywności docelowych komórek z obserwowalnymi zmianami w zachowaniu. Co najważniejsze, naukowcy mogą badać określone komórki bez jednoczesnej stymulacji większych obszarów tkanek.
Optogenetyka jest obecnie wykorzystywana w badaniach nad chorobą Parkinsona, epilepsją, depresją, uzależnieniami i innymi zaburzeniami neurologicznymi. Naukowcy badają również pokrewne metody leczenia poważnej utraty wzroku, dążąc do przywrócenia światłoczułości komórek siatkówki. Te zastosowania medyczne są wciąż eksperymentalne i nie stały się jeszcze standardem leczenia. Obecnie główna rola tej techniki pozostaje w badaniach naukowych, gdzie umożliwia ona precyzyjną analizę złożonych układów biologicznych. Jej zastosowanie rozszerzyło się poza neuronaukę, obejmując różne dziedziny biologii komórki.
Trzech naukowców otrzymało Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny za fundamentalne prace
Deisseroth jest związany z Uniwersytetem Stanforda i badaczem w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa w Stanach Zjednoczonych. Hegemann pracuje na Uniwersytecie Humboldta w Berlinie. Nagel pracuje na Uniwersytecie w Würzburgu w Niemczech. Cała trójka otrzyma nagrodę w wysokości 12 milionów koron szwedzkich. Ich wkład reprezentuje odrębne, ale powiązane ze sobą etapy w ewolucji współczesnej optogenetyki – od odkrycia białek wrażliwych na światło, przez ich charakterystykę, aż po zastosowanie ich do kontrolowania komórek nerwowych.
Ta nagroda podkreśla naukową podróż, która rozpoczęła się od prostego organizmu i zrewolucjonizowała współczesne badania nad mózgiem. Rodopsyna kanałowa dostarczyła molekularnego przełącznika niezbędnego do precyzyjnej kontroli opartej na świetle. Prace Deisserotha umożliwiły integrację tego przełącznika z komórkami nerwowymi i żywymi mózgami. Obecnie optogenetyka jest szeroko stosowana w neuronauce i innych dziedzinach biologii. Laureaci zostaną uhonorowani medalami i dyplomami Nobla w Sztokholmie 10 grudnia, w rocznicę śmierci Alfreda Nobla, kontynuując tym samym długoletnią tradycję nagród Nobla.
}},{
Artykuł Przełom w optogenetyce: wkład laureatów Nagrody Nobla w rozwój aktywności neuronalnej sterowanej światłem ukazał się jako pierwszy na stronie St. James's Gazette .