Нобелевская премия 2026 года отметила исследования, начавшиеся с изучения одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii. Петер Хегеман и Георг Нагель выясняли, как микроорганизм воспринимает свет и движется к его источнику. Позднее их работа с каналородопсинами — светочувствительными белками, которые открывают ионные каналы в клеточной мембране, — стала основой оптогенетики.
Эти белки работают как крошечные ворота: под воздействием света канал открывается, через него проходят заряженные частицы, а электрическое состояние клетки меняется. Затем ученые обнаружили, что подобный механизм можно переносить в другие клетки. Так природный переключатель водоросли превратился в инструмент, позволяющий управлять активностью нервной ткани.
Американский ученый Карл Дайссерот из Стэнфордского университета вместе с коллегами внедрил ген светочувствительного белка в нейроны. Короткий световой импульс позволил запускать активность нервных клеток за доли секунды, а позднее метод применили в живом мозге. В отличие от электрической стимуляции, которая может затрагивать соседние клетки, оптогенетика дает возможность заранее выбрать конкретный тип нейронов и воздействовать преимущественно на него.
Благодаря этому исследователи получили возможность не только фиксировать активность мозга, но и проверять ее причинную роль. С помощью метода изучают память, страх, эмоции, мотивацию, движение и социальное поведение, а также болезнь Паркинсона, эпилепсию, депрессию и тревожные расстройства. При этом управление отдельными нейронными цепями у животных не означает готовности применять «луч в мозг» для массового лечения людей.
Одним из первых направлений, дошедших до исследований на людях, стало восстановление зрения. При тяжелых заболеваниях сетчатки, включая пигментный ретинит, светочувствительные клетки погибают, и ученые пытаются наделить такой способностью сохранившиеся клетки. Первые клинические работы показали принципиальную возможность частичного возвращения зрительной функции, однако для безопасного введения нужного гена, контроля побочных эффектов и подтверждения результата требуется дальнейшая проверка на большем числе пациентов.
Премию разделят Петер Хегеман, Георг Нагель и Карл Дайссерот. Первые двое получили признание за изучение светоуправляемых ионных каналов, а Дайссерот — за превращение этого принципа в инструмент нейробиологии. Как сообщает MK, лауреаты разделят 12 млн шведских крон, а церемония вручения состоится 10 декабря. Их работа показала, как фундаментальное исследование водоросли позволило перейти от наблюдения за мозгом к точной проверке связей между активностью нейронов и поведением.