NobleBlocks

Research indexJournal article

ОПТОГЕНЕТИКА И ФОТОФАРМАКОЛОГИЯ - ЭФФЕКТИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КЛЕТОК С ПОМОЩЬЮ СВЕТА

Дмитриевич, Львович

Kazan medical journal8 Feb 2019Open access

NobleIDark:/48914/w1/20260515/E6E8B468DOI10.17816/kmj11019-8682

Abstract

Современные исследования обогатились перспективными научно-технологическими направлениями, в которых свет играет ключевую роль как инструмент модуляции клеточной активности и инвазивного мониторинга внутриклеточных ионов и других компонентов. Основное преимущество этих подходов - возможность точного управления интенсивностью, спектральными характеристиками и длительностью световых сигналов в пространстве и времени. В обзоре кратко представлены основные направления - оптогенетика и фотофармакология, обеспечивающие управление активностью клеток с помощью света. Оптогенетика - использование светочувствительных трансмембранных белков, способных вызывать возбуждение или ингибирование клеточной активности при освещении различными длинами волн. В 2003 г. был выделен и клонирован светочувствительный белок каналородопсин, который при встраивании в нейроны или другие типы клеток способен под действием голубого света индуцировать ионные токи и изменять потенциал покоя клеток, вызывая их возбуждение. Торможение клеточной активности обеспечивается встраиванием других светочувствительных белков - хлорных или водородных насосов, или анион-избирательных ионных каналов. Эти принципы оказались плодотворными для изучения функций одиночных клеток и нейрональных сетей, а также контроля поведения живых организмов, однако их использование в медицине пока затруднено из-за необходимости генетических манипуляций. Фотофармакология основана на создании и использовании химических соединений, изменяющих конформации и/или активность под действием света. Фотохромные соединения с помощью светочувствительных переключателей способны избирательно активировать или угнетать активность функционально важных белковых молекул - рецепторов, ионных каналов, ферментов и др. В работе освещены принципы и потенциальные возможности использования оптогенетики и фотофармакологии в анализе функций нервных клеток и перспективы в поиске новых путей лечения некоторых заболеваний нервной системы.

Discussion

Topics

More

Suggest a correction or report