مدل سازي و بررسي پاسخ پروتئين هاي رودوپسين به تابش نور ليزر با قابليت كاربرد در كنترل اپتوژنتيكي فوق سريع

اپتوژنتيك تلفيقي از مهندسي ژنتيك و سيستمهاي انتقال نور مي باشد كه مي تواند براي فعال سازي و يا مهار يك جمعيت نوروني با دقت فضائي و زماني بالا بكار رود. چانلروداپسين ها يك گروه از پروتئينهاي حساس به نور مي باشند كه مي توانند با دقت ميلي ثانيه نورون را تحريك نمايند. چندين خصوصيت اين پروتئين، دقت كنترل اپتوژنتيكي را محدود مي نمايد. بطور مثال خيلي از سلولها عصبي نمي توانند در بازه فركانسي 40 هرتز فعاليت نمايند. به همين منظور در اين مقاله با انتخاب دو گونه از آپسين هاChRwt و ChETA و با استفاده از مدل 4 حالته چرخه ي فوتوني و مدل هاجكين-هاكسلي، ديناميك جريان عبوري از اين مولكول ها و پاسخ نورون هيپوكمپ مياني تحت پروتكل هاي تابشي مختلف بررسي شده است. نتايج نشان دادند كه عملكرد ChETA و ChRwt در فركانس هاي كم تقريبا مشابه است؛ به گونه اي كه براي هر پالس يك پتانسيل فعاليت مشاهده مي شود. اما به دليل محدوديت هاي ChRwt در فركانس هاي تابشي بالا Hz (200-40)، شامل ايجاد اسپايك هاي اضافي و حذف اسپايك ها درپروتكل هاي تابشي طولاني، ديگر آپسين ها مانند ChETA، با ديناميك سريع تر با ايجاد يك اسپايك در هر پالس و پاسخ هاي پايدار در نورون ها باعث بهبود راندمان آزمايشات اپتوژنتيك ميشوند.