Нобелевскую премию по физиологии и медицине дали за способ включать и выключать клетки мозга светом

Награда вручена за открытия в области светочувствительных ионных каналов и оптогенетики - метода, который позволяет с помощью света управлять отдельными нервными клетками в живом мозге. Решение объявил Нобелевский комитет Каролинского института 5 октября.

Суть коротко

• Премию получили Карл Дайссерот (США, 54 года), Петер Хегеман (Германия, 71 год) и Георг Нагель (Германия, 73 года).
• Метод основан на светочувствительном белке канальный родопсин, который открывает в клетке «ворота» под действием синего света.
• С его помощью учёные изучают, как нейроны влияют на память, страх, зависимость и движения.
• Размер премии - 12 млн шведских крон, около $1,2 млн.

Кто получил премию

Карл Дайссерот - профессор Стэнфордского университета, врач и биоинженер. Петер Хегеман - профессор экспериментальной биофизики Берлинского университета имени Гумбольдта, Георг Нагель - профессор нейрофизиологии Вюрцбургского университета. По словам генерального секретаря Нобелевской ассамблеи Томаса Перлмана, оптогенетика позволяет включать и выключать активность отдельных нервных клеток в живом мозге.

Как работает метод

Всё началось с одноклеточной водоросли хламидомонады. Хегеман изучал, как она движется к свету, и вместе с Нагелем нашёл у неё белок канальный родопсин. Он расположен на поверхности клетки: под действием синего света у него открывается канал, через который внутрь проходят заряженные частицы - ионы, и возникает электрический сигнал. Этот белок делает светочувствительной любую клетку, в которую его ввести.

Дайссерот ввёл ген канального родопсина в нервные клетки крыс, и синий свет начал вызывать у них нервные импульсы. Работу он опубликовал в 2005 году, а позже показал, что метод работает и в мозге живых мышей. Так появилась оптогенетика: в нужные клетки вводят ген светочувствительного белка, а затем включают или выключают их светом.

Где это применяют

Оптогенетика позволяет увидеть, какие группы нейронов отвечают за конкретные реакции. С её помощью изучают обучение, страх, зависимость и движения, а также нейронные цепи, связанные с неврологическими и психическими заболеваниями. Председатель Нобелевского комитета Пер Свеннингссон сказал, что метод даёт возможность картировать мозг так, как раньше об этом только мечтали.

В клинической практике применение пока только изучается. Учёные исследуют возможность вернуть зрение людям с нарушениями, а также надеются улучшить кохлеарные имплантаты, чтобы они точнее стимулировали слуховой нерв, чем нынешние электрические устройства.

Авторский вывод

Оптогенетика остаётся прежде всего инструментом исследований: она помогает понять, как работает мозг, а не лечит пациентов. Практические результаты зависят от клинических испытаний, которые только идут.