ОПТОГЕНЕТИКА: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посящена оптогенетике как методу, позволяющему клеткам организма приобретать светочувствительность. Коротко рассматривается история возникновения и развития оптогенетики, обсуждается её роль в изучении как фундаментальных механизмов работы мозга, так и в понимании механизмов ряда неврологических и психических заболеваний, в том числе связанных с потерей памяти.

Авторы уделяют пристальное внимание перспективам клинического применения методов оптогенетики, в первую очередь применительно к офтальмологии. Клинические испытания показали принципиальную возможность оптогенетического протезирования “слепой” сетчатки и частичного восстановления зрительных функций. Приводятся данные об одном из четырёх ведущихся сейчас успешных клинических испытаний. Подробно обсуждаются условия дальнейшего развития технологий оптогенетического протезирования “слепой” сетчатки на последних стадиях нейродегенеративного процесса. Обсуждается вопрос о типе нервных клеток дегенерирующей сетчатки, наиболее перспективных для оптогенетического протезирования. Авторы полагают, что гены зрительных, G-белок-связывающих родопсинов (скорее всего колбочек), запускающие ферментативный каскад усиления светового сигнала, наиболее перспективны для оптогенетического протезирования. При этом не отрицается возможность использования генов генно-модифицированных канальных родопсинов, как показывают клинические испытания.

Об авторах

М. П. Кирпичников

Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: kirpichnikov@inbox.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

М. А. Островский

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ostrovsky3535@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Famintzin A. Die Wirkung des Lichtes auf die Bewegung der Chlamidomonas pulvisculus Ehr., Euglena viridis Ehr. und Oscillatoria insignis Tw. Mélanges // Biol. Tirés Bull. Acad. Imp. Sci. St.-Pétersb., 1866. 6: 73–93.
  2. Litvin F.F., Sineshchekov O.A., Sineshchekov V.A. Photoreceptor electric potential in the phototaxis of the alga Haematococcus pluvialis // Nature. 1978. № 271. P. 476–478. https://doi.org/10.1038/271476a0
  3. Nagel G., Szellas T., Huhn W. et al. (2003) Channelrhodopsin-2, a directly light gated cation selective membrane channel // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. № 100. P. 13940–13945. https://doi.org/10.1073/pnas.1936192100
  4. Boyden E.S., Zhang F., Bamberg E. et al. (2005) Millisecond timescale, genetically targeted optical control of neural activity // Nat. Neurosci. 2005. № 8. P. 1263–1268. https://doi.org/10.1038/nn1525
  5. Rajalingham R., Sorenson M., Azadi R. et al. (2021). Chronically implantable LED arrays for behavioral optogenetics in primates // Nat. Methods. 2021. № 18. P. 1112–1116. https://doi.org/10.1038/s41592-021-01238-9
  6. Vetere G., Tran L.M., Moberg S. et al. (2019). Memory formation in the absence of experience // Nat. Neurosci. 2019. № 22. P. 933–940. https://doi.org/10.1038/s41593-019-0389-0
  7. Островский М.А., Кирпичников М.П. Перспективы оптогенетического протезирования дегенеративной сетчатки глаза // Биохимия. 2019. Т. 84. № 5. С. 634–647. https://doi.org/10.1134/S0320972519050038
  8. Sahel J.A., Boulanger-Scemama E., Pagot C. et al. Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy // Nat Med. 2021. № 27(7). P. 1223–1229. https://doi.org/10.1038/s41591-021-01351-4
  9. Berry M.H., Holt A., Salari A. et al. (2019) Restoration of high-sensitivity and adapting vision with a cone opsin // Nat. Commun. 2019. № 10 (1). P. 1221. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09124-x
  10. Иджилова О.С., Колотова Д.Е., Смирнова Г.Р. и др. Неселективная экспрессия коротковолнового колбочкового опсина улучшает обучение мышей с дегенерацией сетчатки в задаче с восприятием зрительных стимулов // ДАН: науки о жизни. 2023. Т. 510. С. 297–302. EDN: QHNHBWhttps://doi.org/10.31857/S268673892360005X
  11. Busskamp V., Duebel J., Balya D. et al. Genetic reactivation of cone photoreceptors restores visual responses in retinitis pigmentosa // Science. 2010. № 329(5990). P. 413–417. https://doi.org/10.1126/science.1190897
  12. Ротов А.Ю., Фирсов М.Л. Оптопротезирование биполярных клеток сетчатки // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2022. Т. 58. № 6. С. 457–467.
  13. Berry M.H., Holt A., Salari A. et al. Restoration of high-sensitivity and adapting vision with a cone opsin // Nat. Commun. 2019. № 10 (1). P. 1221. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09124-x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (543KB)
Метаданные
3.

Скачать (190KB)
Метаданные
4.

Скачать (286KB)
Метаданные

© М.П. Кирпичников, М.А. Островский, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».