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.
свои публикации он выкладывает в свободный доступ -- что же тут странного?
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.

красавец!
Спасибо!
очень интересно, что на родопсине сначала наш Островский, а потом напуганные им и Овчинниковым американцы, пытались сделать био-опто-компьютер
забавно. какая же это генетика?

это, собственно, риторический вопрос. большая часть "биологии" уже давно спустилась с живых организмов на уровень биомолекул, в лучшем случае органелл, а огромнейшая часть "генетики" уже давно забила на наследственное разнообразие и являет собой молекулярную инженерию белков и нуклеиновых кислот.
Это оптогенетика :) И вторая составляющая применяется потому, что технология предполагает манипуляции с генами.
угумс :)

дико все это популярно.

смотри:

1. Molecular basis of infrared detection by snakes. Gracheva EO, Ingolia NT, Kelly YM, Cordero-Morales JF, Hollopeter G, Chesler AT, Sánchez EE, Perez JC, Weissman JS, Julius D. Nature. 2010 Apr 15;464(7291):1006-11.

2. Ganglion-specific splicing of TRPV1 underlies infrared sensation in vampire bats. Gracheva EO, Cordero-Morales JF, González-Carcacía JA, Ingolia NT, Manno C, Aranguren CI, Weissman JS, Julius D. Nature. 2011 Aug 3;476(7358):88-91.

TRPA1 channels - infrared receptors

очень интересно, на мой взгляд.

у нас студент мучил нейроны звуком, хотел звуком каналы открывать.
Да, про звук я тоже мельком видел. Чем только не пытаются.
Кстати, инфракрасные каналы наиболее востребованы, потому что проникновение лучше.
Хотя кому я это пишу.. :)

Edited at 2012-01-30 08:49 am (UTC)
Класс. Интересные люди. Идеалисты, да.

А на черта опсины одноклеточным растениям из соляных озер?
Это свободноподвижные организмы, для фототаксиса.
И вы полагаете все-таки идеализм, никаких скрытых мотивов?
А для лечения мигреней эта инфа может в перспективе пригодиться? Уж простите за шкурный интерес... (Во время приступов чувствительность к свету повышается в разы).
В перспективе это может пригодиться даже для лечения шизофрении и Паркинсона, чего уж про мигрени говорить. Но перспектива далекая, боюсь.
Несвязанный с темой вопрос, если можно. Некоторое время назад, я уже спрашивал Вас про работы http://anticancer.net/resan/r_antigens.php
Сегодня вопрос такой - вот они делают вакцины к белкам, которые в организме присутствуют в норме, но повышены в патологии. Пытаюсь понять, как такое может быть, и почему не возникают аутоиммунные реакции с получающимися антителами. Прокомментируете?
И есть ли вообще другие подобные вакцины?
(Да, я всё не могу решить, посылать ли к ним родственника, но это - отдельный вопрос)

Edited at 2012-01-30 10:22 am (UTC)
Напомню только старый анекдот: Доктор, мне нужно чтобы стоял, а не светился!
У них ничего и не светится - только освещается. А если инфракрасный свет приспособят, то вообще никто ничего не заметит. :)
И еще - как может пригодиться чистый интерес к абстрактным научным проблемам. Я про то, как группа безумных энтузиастов изучала бактериальные опсины, которые тогда не имели никакой практической ценности, а в результате их исследования позволили оптогенетикам не тратить годы на изучение этих опсинов.
Скажите, пожалуйста, а как это ген хламидомонадного родопсина доставляют в определённые группы нейронов? Чем определяется специфичность доставки?
надо отметить, что, поскольку, я пару раз слушала нобелевского лауреата, который близкие вещи рассказывал, то змеиный скепсис меня переполняет
>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.

Так это часть бизнес плана по распространению своей системы.
Патенты то ему принадлежат, потом будет деньги получать с патентов.

>он практикующий психиатр

Практикует смесь науки и лженауки.


>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.

Так это часть бизнес плана по распространению своей системы.
Патенты то ему принадлежат, потом будет деньги получать с патентов.

>он практикующий психиатр

Практикует смесь науки и лженауки.

За всю психиатрию не может отвечать один человек. Если вы, убежденный энтузиаст гомеопатии, разбираетесь в лженауке, берите конкретные его исследования и разбивайте в пух и прах. Однако Д. как раз из тех, кто открыто признает, что наука пока многого не понимает в причинах и механизмах психических заболеваний. Это, собственно, его и сподвигло обратиться к биоинженерии.