Peter Hegemann, Georg Nagel és Karl Deisseroth kapta megosztva az optogenetika kifejlesztésében elért eredményeiért a 2026-os fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat. Hegemann a berlini Humboldt Egyetem vezető idegtudományi professzora, Nagel a würzburgi Egyetem Molekuláris Növényélettani és Biofizikai Tanszékének molekuláris növényélettani professzora, Deisseroth pedig a Howard Hughes Medical Institute és a Stanford Egyetem professzora.
A díjazott módszer alapja egy apró, egysejtű alga fényérzékeny fehérjéje, amelyből a kutatók olyan kapcsolót készítettek, amellyel fénnyel irányítható az idegsejtek működése. Az eljárás alapjaiban változtatta meg azt, ahogyan az agy működését vizsgáljuk.
Az agy évtizedeken keresztül komoly fejtörést okozott a kutatóknak. Bár már a 20. században sikerült feltérképezni, hogy bizonyos területei milyen funkciókhoz kapcsolódnak, az alkalmazott módszerekkel nehéz volt bizonyítani az ok-okozati kapcsolatokat. A kutatók lényegében egy hiányos térképpel rendelkeztek, amelyen rengeteg fehér folt jelezte az ismeretlen területeket.
A megoldáshoz Peter Hegemann kíváncsisága kövezte ki az utat, aki arra keresett választ, hogyan képes a Chlamydomonas nevű egysejtű alga a fényforrás felé úszni. Hegemann és Georg Nagel a 2000-es évek elején azonosították a channelrhodopsin nevű fehérjét, amely az alga sejtfelszínén található. Kék fénnyel megvilágítva a fehérje csatornát nyit a sejtmembránon, amelyen keresztül töltéssel rendelkező ionok áramolhatnak be, és ezzel elektromos jelet hoznak létre.
A felfedezés legfontosabb része az volt, hogy a fehérjét más sejtekbe juttatva azok is fényérzékennyé váltak. Karl Deisseroth ezt a tulajdonságot használta fel arra, hogy a channelrhodopsin génjét patkányok idegsejtjeibe juttassa. Kék fénnyel megvilágítva képes volt idegi jelet kiváltani bennük, eredményeit pedig 2005-ben publikálta. Két évvel később már élő egerek agyában is működésre bírta a fényvezérelt kapcsolót.
Így született meg az optogenetika, amelynek segítségével a kutatók rendkívüli pontossággal vizsgálhatják, milyen idegi hálózatok felelősek egy-egy emlékért, érzésért vagy viselkedésért. A módszer különösen fontos lehet neurológiai és pszichiátriai betegségek kutatásában, miközben klinikai kísérletekben már a látás helyreállításának lehetőségét is vizsgálják vele.
A három kutató felfedezése egy egyszerű biológiai jelenségből indult, mára pedig az idegtudomány egyik meghatározó eszközévé vált. Egy fényre érzékeny algafehérje segítségével a kutatók ma már olyan folyamatokat is megfigyelhetnek és befolyásolhatnak az élő agyban, amelyek korábban szinte hozzáférhetetlenek voltak.
Forrás: Nobelprize.org
