Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2026 года присудили Карлу Дайссероту, Петеру Хегеману и Георгу Нагелю за исследования светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики — метода управления нервными клетками с помощью света.
Основой для этой работы стал одноклеточный организм Chlamydomonas, который способен распознавать свет и менять направление движения. Хегеман из Берлинского университета имени Гумбольдта и Нагель из Вюрцбургского университета установили, что за этот процесс отвечает белок каналродопсин. Он расположен в мембране клетки и содержит небольшую светочувствительную молекулу ретинальдегид.
Под воздействием света ретинальдегид меняет форму, вслед за ним перестраивается и каналродопсин. В мембране открывается проход, через который в клетку поступают положительно заряженные частицы, включая ионы натрия. Возникающий сигнал помогает водоросли двигаться, а обнаруженный механизм впоследствии позволил воздействовать на нервные клетки.
Учёные перенесли ген каналродопсина в нужные нейроны с помощью изменённого вируса, не вызывающего заболевание. После этого клетки начали реагировать на свет, тогда как соседние нейроны без белка оставались неактивными. В экспериментах на мышах свет подавали в мозг через тонкое оптическое волокно, включая или выключая небольшие группы клеток с высокой точностью.
В 2012 году исследователи Массачусетского технологического института проверили таким способом связь нейронов с памятью страха. Мышей помещали в клетку, где они получали слабый электрический разряд, а активные в этот момент клетки центра памяти помечали. Через несколько дней в другой клетке эти нейроны включали светом, после чего животные замирали, словно вновь вспоминали неприятный опыт; мыши, не подвергавшиеся разряду, так не реагировали.
Оптогенетика стала инструментом для изучения памяти, сна, ощущений и движений, а также начала применяться в медицинских исследованиях. Ранние клинические испытания направлены на восстановление зрения при дегенерации сетчатки: светочувствительные белки вводят в сохранившиеся клетки после утраты палочек и колбочек. Учёные также изучают возможное использование метода при болезни Паркинсона и эпилепсии, отмечает SciTechDaily со ссылкой на материал The Conversation.