Оптогенетика — прорывная технология клеточной биологии 

Оптогенетика — это биологическая технология, позволяющая управлять клеточной активностью с помощью света. Для этого в клетки-мишени вводятся чужеродные гены, которые приводят к экспрессии светочувствительных порообразующих мембранных белков, называемых ионными каналами. При достаточно точном воздействии света оптогенетика может быть использована для манипулирования нейронными цепями, связанными с болью, страхом, вознаграждением, бодрствованием и социальным поведением, а также имеет огромный потенциал в разработке интерфейсов мозг-машина.

Технология представляет собой комбинацию методов из оптики и генетики с целью активации (усиление функции) или деактивации (ослабление функции) определенных функциональных событий в конкретных клетках или живых тканях. Светочувствительные белки генетически модифицируются путем манипуляций с кодирующей ДНК (т.е. соответствующим геном) и затем вводятся в определенные клетки или ткани-мишени. Под воздействием света можно управлять поведением модифицированных таким образом клеток.

Оптогенетика позволяет целенаправленно и чрезвычайно быстро (в диапазоне миллисекунд) контролировать точно определенные события в сложных биологических системах. Это позволяет проводить исследования на уровне белков (применение в молекулярной биологии), на уровне отдельных клеток (клеточная биология) и определенных тканей (гистология) или даже на уровне свободно передвигающихся млекопитающих (поведенческая биология).

Технология, названная научным журналом Nature Methods "Методом года 2010", тестируется на животных моделях болезни Паркинсона и эпилепсии.

Оптогенетические методы уже сегодня используются для выявления различных внутриклеточных процессов, например, для исследования или контроля локализации белков в определенных областях клетки. Благодаря такой направленной модификации клеточная биология в настоящее время переживает такой рост знаний о внутриклеточных процессах, который трудно было представить себе еще несколько лет назад. В более широком смысле флуоресцентные белки также причисляются к оптогенетическим инструментам, позволяющим измерять клеточную активность с помощью света. Также в нейробиологии, где этот процесс был впервые разработан, он позволяет получить ранее немыслимые детальные представления о функционировании нервной системы и мозга.