Optogenetik ve tıptaki uygulama alanları
Öz
Optogenetik; canlı hücre ve organizmalarda bilişsel, davranışsal ve moleküler olayları düzenleyen nöronları ışık ve genetik sayesinde modüle etmeye yarayan bir alandır. Genetik olarak ışığa duyarlı reseptör proteinler kullanılarak canlı doku ve hücrelerde belirli hücresel aktiviteleri izlemek için kullanılan optik ve moleküler stratejilerin sentezidir. Bu teknoloji belirli nöronların veya proteinlerin, canlıların sinirsel aktiviteleri üzerindeki rolünü esas alarak optik teknoloji ile birleştirilmesi sayesinde oluşmuştur. Optogenetik uygulamalar beynin çeşitli bölgelerindeki sinir yolaklarının işlevlerinde birtakım değişiklikler veya düzeltmeler yapmak için kullanılmaktadır. Nöromodülasyon çeşitli nörolojik rahatsızlıkların tedavisinde gelecek vaat eden bir teknik olarak kullanılmaktadır1. Son yıllarda ortaya çıkan bu optogenetik sinyal iletimi; gen ekspresyonu, hücre göçü, protein ve organellerle alakalı olayların ışık kullanılarak çeşitli moleküler ve hücresel süreçlerin değiştirilmesi ve düzenlenmesine imkan sağlamıştır
Anahtar Kelimeler
optogenetik , tıp , uygulama
Kaynakça
- 1. Wykes RC, Kullmann DM, Pavlov I, Magloire V. Optogenetic approaches to treat epilepsy. J Neurosci Methods. 2016;260:215-20.
- 2. Liu Q, Tucker QC. Engineering genetically-encoded tools for optogenetic control of protein activity, Curr Opin Chem Biol. 2017;40:17–23.
- 3. Oesterhelt WS. Rhodopsin-like protein from the purple membrane of Halobacterium halobium. Nat New Biol. 1971;233:149-52.
- 4. Zemelman BV, Lee GA, Ng M, Miesenböck G. Selective photostimulation of genetically chARGed neurons. Neuron. 2002;33:15-22.
- 5. Zemelman BV, Nesnas N, Lee GA, Miesenbock G. Photochemical gating of heterologous ion channels: remote control over genetically designated populations of neurons.. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100:1352–7.
- 6. Arenkiel BR, Klein ME, Davison IG, Katz LC, Ehlers MD. Genetic control of neuronal activity in mice conditionally expressing TRPV1. Nat Methods. 2008;5:299–302.
- 7. Güler AD, Rainwater A, Parker JG, Jones GL, Argilli E, Arenkiel BR et al. Transient activation of specific neurons in mice by selective expression of the capsaicin receptor. Nat Comm. 2012;3:746.
- 8. Wang M, Perova Z, Arenkiel BR, Li B. Synaptic modifications in the medial prefrontal cortex in susceptibility and resilience to stress. J Neurosci. 2014;34:7485–92.
- 9. Nagel G, Szellas T, Huhn W, Kateriya S, Adeishvili N, Berthold P et al. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100:13940–5.
- 10. Shirai F, Hayashi-Takagi A. Optogenetics: Applications in psychiatric research. Psychiatry Clin Neurosci. 2017;71:363-72.