اپتوژنتيك: مفاهيم و كاربردها

Optogenetics: Concepts and Applications

اپتوژنتيك فناوري جديدي است كه با كمك آن مي­توان به ­صورت دقيق، سريع و هدفمند حوادث سيستم­ هاي بيولوژيكي را به­ عنوان يك مجموعۀ پيچيده مورد بررسي قرار داد. مفاهيم اوليۀ اپتوژنتيك به اواخر دهۀ هفتاد ميلادي بر­مي­ گردد زماني­كه به­ دليل چالش­ هاي موجود در رشتۀ عصب­ شناسي نياز بود تا يك سلول خاص بدون تأتيرگذاري بر­روي سلول­ هاي ديگر تحت كنترل قرار گيرد و پيشنهاد شد كه از نور مي­ توان به­ عنوان ابزار مناسبي براي اين منظور استفاده كرد. با كشف اُپسين و آنالوگ­ هاي مشابه آن به­ عنوان مولكول­ هاي فعال به نور تحولي مهم در اين زمينه روي داد. با كشف اُپسين­ هاي ميكروبي (باكتريايي يا قارچي) غشايي از­جمله هالورودوپسين به­ عنوان نوعي كانال يوني وابسته به نور و انتقال ژن بيان­ كنندۀ اين نوع پروتئين به سلول­ هاي پستانداران، امكان كنترل اُپتيكي سلول­ هاي پستانداران بخصوص سلول­ هاي عصبي ايجاد شد. همچنين به­ دليل وجود رتينوئيد به مقادير فراوان در بافت­هايي چون شبكيه مشخص شد كه بافت­ هاي عصبي مركزي داراي ميزان كافي از ژن­ هاي ميكروبي اُپسيني براي القاء اپتوژنتيك و كنترل اُپتيكي سلولي هستند. بحث و نتيجه گيري: اپتوژنتيك به­ معناي برانگيختگي نوري يا بازداري نوري سلول­ هاي هدف نيست بلكه با اين روش امكان كنترل انجام فعاليت­ هاي خاص وجود دارد. علامت ويژۀ اپتوژنتيك، ايجاد كانال­ ها يا آنزيم­ هاي فعال­ شونده با نور است كه امكان دستكاري­ هاي دقيق زماني را بر­روي وقايع بيوشيميايي و الكتريكي با رزولوشن در­حد سلول فراهم مي­ سازد. اپتوژنتيك به­ معناي ايجاد راهبردهاي هدفمند ژنتيكي همچون پروموتورهاي اختصاصي سلولي يا ويروسي است. اين تكنولوژي امكان انتقال پروب­ هاي حساس­ به­ نور براي جمعيت­ هاي خاص سلولي در بافت زنده و سخت­ افزار شامل فيبر نوري و منابع نوري را فراهم مي­ سازد. با اين روش بررسي اختصاصي سلول­ ها حتي در عمق بافت به­ منظور كنترل عملكرد سلول امكان­ پذير مي­ شود. اين مقالۀ مروري ضمن معرفي مفاهيم اوليۀ اپتوژنيك، به بررسي دقيق روش­ هاي اجراي آن و مكانيسم فعاليت­ هاي كانال يا آنزيم­ هاي دخيل و در ­نهايت اهميت كاربردهاي باليني آن مي­ پردازد.

This article has no abstract.