January 30th, 2012

homuncul

Оптогенетика как частный случай

Сочиняя для strf.ru обзор про оптогенетику, отмечал для себя отдельные факты и соображения, которые в текст не ложатся, но поучительны. В заметке они выглядели не обязательными, и ими пришлось пожертвовать. Зато в формате блога рассказать о них вполне уместно, тем паче, что разговор этот даже не конкретно про оптогенетику – а про то, как порой делается серьезная наука.

/


1. Осмелюсь предположить, что за оптогенетику в обозримом будущем присудят Нобелевскую премию. Думаю, будет справедливо, если лауреатами станут Г.Мизенбек, Г.Нагель и К. Дайсерот. Я могу ошибиться, заблуждаясь насчет значимости тех или иных работ. Но на том уровне, на котором я сейчас понимаю это дело, мне кажется, названные трое должны быть фаворитами.

2. Бойден и Дайсерот свои расчеты и ключевые эксперименты по фотостимуляции нейронов, в конечном счете принесшие им славу, проводили в свободное от работы время – по ночам и выходным. Зарплату они получали за другое. Им повезло, что в Tsienlab (ее, кстати, возглавляет брат нобелевского лауреата по химии 2008 г.) было достаточно либеральное отношение к использованию сотрудниками лабораторного оборудования для целей сторонних проектов. Второе слагаемое – их целеустремленность, сдобренная научной интуицией.

3. Изначальная идея выглядела совсем не так, как мы ее знаем сейчас. В начале 2000-х Дайсерот и Бойден обсуждали возможность запускать в нейрон намагниченные частицы, которые бы при воздействии магнитного поля механически раскрывали ионные каналы на мембране. Они возились с этой моделью, считали необходимые параметры, а позже временно к ней охладели. И только после публикации Нагеля, где он продемонстрировал эффективную работу каналородопсина-2 в клетках, они поняли, что их буквально обходят на повороте. Стало ясно, что magnetic beads – не удачный вариант, нужно строить схему на совершенно другой основе, используя светочувствительный белок. И они попросили этот белок у Нагеля.

4. Их совместная статья 2005 года, которая считается одной из ключевых в истории оптогенетики, сперва была направлена в Science. Там статью не сочли важной и отклонили. В итоге она была напечатана в Nature Neuroscience.

5. Кажется, что Карл Дайсерот – ученый какой-то новой формации. Я даже не говорю о том, что он практикующий психиатр, а его главный вклад в науку лежит в области биоинженерии. Больше заинтриговало, что, по сути «открыв» технологию, он сразу стал свободно ее распространять и организовал регулярные курсы по обучению сотрудников лабораторий со всего мира – своих будущих конкурентов. Надеюсь, более циничные товарищи объяснят мне, в чем подлинный мотив так поступать. Кроме того, я обратил внимание, что все свои публикации, включая самые свежие, он выкладывает в свободный доступ.

6. Дайсерот говорит об уроках, которые он извлек из хода развития оптогенетики. Во-первых, нельзя недооценивать важность диверсификации научных исследований. Сосредоточение основных усилий и средств на какой-то одной главной проблеме ведет к вымиранию «неперспективных» направлений. Между тем решение может прийти из совершенно неожиданных источников, как это случилось с оптогенетикой. Ведь возможность ставить уникальные эксперименты по управлению нейронами in vivo появилась в т.ч. благодаря тому, что некая одноклеточная водоросль использует светочувствительный белок, и кто-то эту водоросль в свое время изучил (совершенно не имея в виду применение этой информации в нейронауке).
Второй урок состоит в том, что сохранение биологического разнообразия – насущная необходимость. Например, некоторые ценные опсины обнаружены у экзотичных одноклеточных организмов, обитающих в соляных озерах среди пустынь. Мы не можем предсказать, какие гены или молекулярные структуры окажутся важны для будущих биотехнологий. Чем больше видов вымирает, тем выше вероятность навсегда лишиться некоторых оригинальных решений.