Ֆիզիոլոգիայի կամ բժշկության բնագավառում այս տարվա Նոբելյան մրցանակը կիսեցին Կալիֆոռնիայի Սթենֆորդի համալսարանի գիտնական Կառլ Դեյսերոթը, Բեռլինի Հումբոլդտի համալսարանի գիտնական Պետեր Հեգեմանը և Գերմանիայի Վյուրցբուրգի համալսարանի գիտնական Գեորգ Նագելը։ Նրանց հայտնագործություններն առնչվում են օպտոգենետիկայի ոլորտին․ օպտոգենետիկան տեխնոլոգիա է, որը թույլ է տալիս հետազոտողներին լուսային իմպուլսների միջոցով կառավարել ուղեղի նեյրոնների աշխատանքը։ Այս մեթոդը հիմնովին փոխել է նյարդաբանների կողմից ուղեղի ուսումնասիրության մոտեցումները՝ նրանց հնարավորություն տալով ուսումնասիրել պատճառահետևանքային կապերը։
Նյարդաբանների նպատակներից մեկն ուղեղի բազմաթիվ գործառույթների բացահայտումն է՝ հասկանալու համար, թե ինչպես են դրանց միջոցով կարգավորվում զգացմունքները, վարքագիծը և օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական գործընթացները։ Դրա համար գիտնականներին անհրաժեշտ է համակարգի վրա բարձր ճշգրտությամբ ներգործելու հնարավորություն։
«Օպտոգենետիկան հնարավորություն է տալիս քարտեզագրել ուղեղն այնպես, ինչպես նախկինում կարող էինք միայն երազել»,– մրցանակի շնորհման մասին հայտարարության մեջ նշել է Ֆիզիոլոգիայի կամ բժշկության բնագավառում Նոբելյան կոմիտեի նախագահ Պեր Սվենինգսոնը։
2000-ականների սկզբին համատեղ աշխատելով՝ Հեգեմանն ու Նագելը ջրիմուռ Chlamydomonas reinhardtii-ում հայտնաբերել են լուսազգայուն սպիտակուց՝ քանելռոդոպսին (channelrhodopsin)։ Այս ջրիմուռը կարողանում է շարժվել դեպի լույսի աղբյուրը։ Կապույտ լույսի ազդեցության դեպքում սպիտակուցը բացվում է՝ թույլ տալով լիցքավորված մոլեկուլների ներթափանցումը բջիջներ և առաջացնելով էլեկտրական թեթև լիցք։
Կարդացեք նաև
Հետագա աշխատանքներում Դեյսերոթն ու նրա գործընկերները քանելռոդոպսինի կոդավորող գենը ներմուծել են կրծողների նեյրոնների մեջ և պարզել, որ դա հանգեցնում է բջիջների ակտիվացմանն ու այլ նեյրոնների հետ հաղորդակցությանը։
Այս տեխնոլոգիան՝ գենետիկական մեթոդներով կենդանի ուղեղի նյարդային շղթաներում որոշակի տեսակի բջիջների գործունեությունը փոխելու հնարավորություն տվող, լույսով կառավարվող «անջատիչը», շուտով ստանում է օպտոգենետիկա անվանումը՝ հեղափոխություն առաջացնելով նյարդաբանության ոլորտում։
«Մենք օգտագործում ենք լույսը՝ առանձին բջիջները, բջիջների որոշակի տեսակները կամ ուղեղի մի հատվածից մյուսը ձգվող կապերը միացնելու կամ անջատելու համար։ Մենք կարող ենք դրանք միացնել և անջատել միլիվայրկյանների ճշգրտությամբ՝ իրական ժամանակում, վարքագծի և ճանաչողական գործընթացների ընթացքում։ Դա թույլ է տալիս հասկանալ, թե ինչն է իրականում կարևոր ուղեղի աշխատանքի համար և սկսել ճշգրիտ քարտեզագրել դրա բնականոն ու խանգարված գործունեությունը»,– ասել է Դեյսերոթը։ «Սա ինժեներական գիտության և բժշկության իրական միաձուլում է»։
Նոբելյան մրցանակակիրների աշխատանքը «հիմնովին փոխել է նյարդագիտության ուսումնասիրության մեր եղանակը», ինչպես նաև «ազդել է կենսաբանության՝ այս ոլորտից շատ ավելի լայն բնագավառների վրա՝ բացելով բուժական նոր հնարավորություններ»,– ասել է Վաշինգտոն նահանգի Սիեթլ քաղաքում գտնվող Ալեն ինստիտուտի նախագահ և գործադիր տնօրեն, նյարդաբան Ռուի Կոստան։
Քանելռոդոպսինի հայտնաբերումն ու կիրառումը հանգեցրել են «օպտոգենետիկ բազմազան գործիքակազմի» ստեղծմանը, որը տարբեր ոլորտների գիտնականներին հնարավորություն է տալիս լույսի միջոցով կառավարել բջջային ակտիվությունը։
Օպտոգենետիկան հիմնարար ազդեցություն կունենա գիտության վրա, ասել է Գերմանիայի Գյոթեի համալսարանի նյարդաբան Ալեքսանդր Գոթշալկը։
«Սա շատ պարզ և միաժամանակ չափազանց ճշգրիտ միջոց է որոշելու, թե որ բջիջները պետք է արձագանքեն»,– ասել է Գոթշալկը։
Օպտոգենետիկ գործիքների միջոցով ստացված գիտական տվյալներն օգնել են հետազոտողներին ավելի լավ հասկանալ ինչպես առողջ ուղեղի աշխատանքը, այնպես էլ այնպիսի հիվանդություններ ու վիճակներ, ինչպիսիք են դեպրեսիան, շիզոֆրենիան, Պարկինսոնի և Ալցհայմերի հիվանդությունները։
Աղբյուր՝ Nature
Պատրաստեց Մարինե ԱԼԵՔՍԱՆՅԱՆԸ
