اپوتوژنتيك

Optogenetics

تاكنون پيشرفت هاي فراواني در زمينه درمان صورت گرفته است. اما همچنان درمان و ترميم بافت مغز يكي از دشوارترين عمل ها براي محققان مي باشد. اپتوژنتيك يكي از تكنيك هاي نوين در زمينه مطالعه و بررسي سلول ها در بافت هاي زنده مي باشد. اين تكنيك تركيبي از دو علم اپتيك و ژنتيك مي باشد. اپتوژنتيك در واقع دستور انجام دادن يا ندادن يك عمل خاص را به سلول مي دهد. اپتوژنتيك با استفاده از روش هاي دستكاري ژنتيكي و بيان پروتئين هاي وابسته به نور كه اپسين نام دارند امكان فعال يا غيرفعال شدن عملكرد سلول را فراهم مي كند. اپسين ها به دليل ساختار ويژه خود توانايي تغيير در ساختار پروتئين را دارا مي-باشند. پس از تغيير در ساختار پروتئين امكان عبور يون ها از غشاي پروتئين فراهم مي گردد. محرك هاي اپتوژنتيكي انواع مختلفي دارند. channelrhodopsin، archaerhodopsin و halorhodopsin سه مورد از محرك هاي اپتوژنتيكي مي باشند. سنسور-هاي اپتوژنتيكي تغيير مقدار عواملي مانند كلسيم، كلرايد مي توانند اندازه گيري كنند. اپتوژنتيك در سه قسمت پروتئين هاي فعال شده توسط نور، روش انتقال ژن پروتئين ها به سلول ها و روش هاي انتقال نور مورد بررسي قرار مي گيرد. پروتئين هاي فعال شده توسط نور هنگامي كه در معرض برخي طول موج هاي مشخص قرار مي گيرند، تغييراتي در ساختارشان ايجاد مي شود كه امكان عبور يون ها از آن ها فراهم مي گردد. پروتئين هاي فعال شده توسط نور اپسين ها نام دارند. اپسين ها به دو گروه اپسين هاي ميكروبي و اپسين هاي مهره داران طبقه بندي مي شوند. آرچيورودپسين، هالورودوپسين و باكتريورودپسين از جمله شناخته شده-ترين اپسين هاي ميكروبي مي باشند. براي ورود پروتئين به درون سلول سه روش وجود دارد كه عبارتند از ترانسفكشن، انتقال از طريق وكتورهاي ويروسي و توليد حيوانات ترانس ژنتيك. پس از ورود پروتئين به درون سلول بايد با استفاده از تابش نور كنترل شده عملكرد سلول ها مورد بررسي قرار گيرد. به اين منظور مي توان از يك منبع نوري با تابش زمينه وسيع استفاده كرد. اپتوژنتيك علاوه بر اعصاب در ساير زمينه ها از جمله ماهيچه ها و سرطان نيز به عنوان ابزاري تاثيرگذار براي تحقيقات مورد استفاده قرار گرفته است. پيش بيني مي شود با پيشرفت اپتوژنيتيك بتوان برخي مشكلات مغزي مانند عقب ماندگي ذهني را درمان نمود. اپتوژنتيك با مشكلات فراواني نيز مواجه است دارد كه اميد است در آينده اين مشكلات رفع گردند. نتيجه گيري: اپتوژنتيك فناوري بسيار مفيدي در درمان بيماري ها مي باشد. اگر از اين فناوري به طور صحيح استفاده گردد مي-توان بسياري از بيماري ها را درمان نمود. توسعه اپسين هاي جديد و همچنين يافتن روش هاي جديد انتقال نور از مواردي هستند كه مي توانند به پيشرفت اپتوزنتيك كمك شاياني بكنند.

So far, many advances have been made in the field of treatment. But still treating and restoring brain tissue is one of the most difficult operations for researchers. Optogenetics is one of the new techniques in the field of studying and investigating cells in living tissues. This technique is a combination of optics and genetics. Optogenetics actually the cell to do or not do a certain action. Optogenetics provides the possibility of activating or deactivating cell function by using genetic manipulation methods and expression of light dependent proteins called opsins. Due to their special structure, opsins can change the protein structure. After changes in the protein structure, ions can pass through the protein membrane. There are different types of optogenetics stimuli. Channelrhodopsin, Archaerhodopsin and Halorhodopsin are three optogenetics stimuli. Optogenetics sensors can measure changes in the amount of factors such as calcium and chloride. Optogenetics is examined in three parts: proteins activated by light, methods of protein gene transfer to cells, and light transfer methods. When proteins activated by light are exposed to certain wavelengths, changes are made in their structure that allow ions to pass through them. Proteins activated by light are called opsins. Opsins are classified into two groups: microbial opsins and vertebrate opsins. Archerhodopsin, Halorhodopsin, and bacteriorhodopsin are among the most well-known microbial opsins. There are three methods for entering the protein into the cell which are transfection, transmission through viral vectors, and production of transgenic animals. After the proteins enter the cell, the function of the cell should be examined using controlled light radiation. For this purpose, a light source with wide background radiation can be used. In addition to nerves, optogenetics has been used an effective tool for research in other fields, including muscles and cancer. It is expected that some brain problems such as mental retardation can be treated with the advancement of optogenetics. Optogenetics also faces many problems, which hopefully will be solved in the future. Conclusion: Optogenetics is a very useful technology in the treatment of disease. If this technology is used correctly, many diseases can be cured. The development of new opsins as well as finding new methods of light transmission are among the things that can greatly help the progress of optogenetics.