Optogenetika

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Voorbeeld van optogenetiese aktivering van die frontale lob

Optogenetika (van Grieks optikós, d.i. sigbaar, waargenome) is 'n biologiese tegniek wat lig aanwend om selle in lewende weefsel, tipies neurone wat geneties gemodifiseer is om uitdrukking te gee aan ligsensitiewe ioonkanale, te beheer. Dit is 'n metode van neuromodulasie wat in neurowetenskap gebruik word, wat optiese en genetiese tegnieke kombineer om die aktiwiteite van indiwiduele neurone in vivo te moniteer en beheer — selfs in vrylik bewegende diere — en wat hierdie gemanupuleerde effekte deurlopend kan registreer.[1] Die sleutelreagente van optogenetika is ligsensitiewe proteïene. Neuronale beheer word bewerkstellig deur die gebruik van optogenetiese aktuatore soos kanaalrhodopsien, halorhodopsien en mikrobiese, oftewel archaerhodopsien, terwyl die optiese waarneming van neuronale aktiwiteit deur optogenetiese sensore vir kalsium (GCaMP), vesikulêre vrystelling (sinaptopHluorien), neurosenders (GluSnFRs), of membraanspanning (ASAP1) gefasiliteer word.[2][3] Beheer en effekbepaling is beperk tot die geneties gedefinieerde neurone, en word ruimtelik-temporaal deur lig bewerkstellig.

Die vroegste benaderings tot optogenetiese beheer is deur Boris Zemelman en Gero Miesenböck ontwerp en toegepas[4][5] by die Sloan-Kettering-kankersentrum in New York Stad, en Dirk Trauner, Richard Kramer en Ehud Isacoff by die Universiteit van Kalifornië, Berkeley. Hierdie metodes het wel ligsensitiwiteit verleen, maar ander laboratoria het weens die baie essensiële komponente van hierdie benaderings nie opvolgwerk gedoen nie. 'n Daaropvolgende enkelkomponent-benadering wat mikrobiese opsiengene benut, is in 2005 van stapel gestuur en het wyd byval gevind. Optogenetika is bekend vir die hoë hoek- of ruimtelike resolusie sowel as die temporale resolusie wat dit bied om die aktiwiteit van spesifieke soorte neurone te verander en sodoende 'n subjek se gedrag te beheer.

In 2010 is optogenetika gekies as die "metode van die jaar" uit al die studievelde in wetenskap en ingenieurswese deur die interdisiplinêre navorsingsjoernaal Nature Methods.[6] Terseldertyd is optogenetika uitgelig in 'n artikel oor deurbrake van die dekade in die akademiese navorsingsjoernaal Science.[7] Hierdie joernale het ook verwysings na 'n onlangse algemeen beskikbare video (Metode van die jaar video) van algemene belang ingesluit, benewens tekstuele (SciAm) opsommings van optogenetika.

Kyk ook[wysig | wysig bron]

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. (2006) “Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits”. Journal of Neuroscience 26 (41): 10380–6. doi:10.1523/JNEUROSCI.3863-06.2006.
  2. (2010) “Optogenetic probing of functional brain circuitry”. Experimental Physiology 96 (1): 26–33. doi:10.1113/expphysiol.2010.055731.
  3. (2015) “Single-molecule fluorimetry and gating currents inspire an improved optical voltage indicator”. eLife 4. doi:10.7554/eLife.10482.
  4. (2002) “Selective photostimulation of genetically chARGed neurons”. Neuron 33 (1): 15–22. doi:10.1016/S0896-6273(01)00574-8.
  5. (2003) “Photochemical gating of heterologous ion channels: Remote control over genetically designated populations of neurons”. PNAS 100: 1352–7. doi:10.1073/pnas.242738899.
  6. Inleiding tot Optogenetika: (2010) “Optogenetics: Controlling cell function with light”. Nature Methods 8 (1): 24–25. doi:10.1038/nmeth.f.323.
    Redaksie: (2010) “Method of the Year 2010”. Nature Methods 8 (1): 1. doi:10.1038/nmeth.f.321.
    Kommentaar: (2010) “Optogenetics”. Nature Methods 8 (1): 26–9. doi:10.1038/nmeth.f.324.
  7. (2010) “Insights of the decade. Stepping away from the trees for a look at the forest. Introduction”. Science 330 (6011): 1612–3. doi:10.1126/science.330.6011.1612.