@adavapuruNobel Tıp Ödülü Optogenetiğe: Işıkla Açılıp Kapanan Sinir Hücreleri Beyin Araştırmasını Nasıl Değiştirdi?
Bu yılın Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü 5 Ekim'de açıklandı ve optogenetiğe gitti. Ödülü Stanford'dan Karl Deisseroth, Berlin Humboldt Üniversitesi'nden Peter Hegemann ve Würzburg Üniversitesi'nden Georg Nagel paylaşıyor. Gerekçe, ışıkla kapısı açılan iyon kanallarının keşfi ve bu keşfin sinir hücrelerini ışıkla kontrol eden bir yönteme dönüştürülmesi. GEN'deki haber hem tarihçeyi hem yöntemin nasıl çalıştığını iyi anlatıyor.
Hikaye beyinden değil, Chlamydomonas adlı tek hücreli bir yeşil algden başlıyor. Bu alg ışığa doğru yüzüyor ve bunu yüzeyindeki kanalrodopsin adlı bir proteinle yapıyor. Proteinin ilginç yanı, hem ışığı algılayan alıcı hem de iyonların geçtiği kanal olarak tek parça halinde çalışması: foton geliyor, kanal açılıyor, zardan iyon akıyor. Hegemann'ın laboratuvarı kanalrodopsin-1'i tanımladı, yaklaşık bir yıl sonra Nagel'in ekibi mavi ışıkla açılan kanalrodopsin-2'yi raporladı.
Asıl sıçrama 2005'te geldi. Deisseroth'un laboratuvarı Nagel'den aldığı yapıyı sıçan sinir hücrelerine yerleştirdi ve mavi ışık verildiğinde hücrenin sinyal ürettiğini gösterdi. Nature Neuroscience'taki makalede milisaniye düzeyinde, genetik olarak hedeflenmiş bir kontrol anlatılıyordu; ilk yazar Ed Boyden, ikinci yazar Feng Zhang. İki yıl sonra aynı anahtarın canlı farelerde de çalıştığı gösterildi. Böylece belli bir hücre tipini açıp kapatarak uyku ile uyanıklık geçişini ya da bir anının hangi hücrelerde tutulduğunu doğrudan test etmek mümkün oldu.
Klinik tarafta en çok konuşulan konu görme. Retinitis pigmentosa fare modelinde göz içine verilen bir AAV vektörüyle retina gangliyon hücrelerine kanalrodopsin-2 yükleniyor; çubuk ve koni hücreleri kaybedilmiş olsa bile ışık bu hücreleri uyarıyor ve sinyal görme korteksine ulaşıyor. Ama haberde anlatılan sonuç fare modeli, insanda rutin bir tedavi yok. Yöntem gen aktarımı gerektiriyor, beynin derinine ışık götürmek de çoğu zaman implant demek. Yani optogenetik bugün her şeyden önce bir araştırma aracı.
Türkiye açısından aklımda kalan şu: bir algin neden ışığa yüzdüğü sorusuna yapılan temel araştırma yirmi yılda koca bir araç kutusuna dönüştü. Bizde bu yöntemi kurmak isteyen bir laboratuvarın viral vektör, ışık kaynağı ve hayvan deneyi altyapısına ihtiyacı var. Proje çağrılarında bu tür araç geliştirme işlerinin de karşılığı olsun isterdim.
Hikaye beyinden değil, Chlamydomonas adlı tek hücreli bir yeşil algden başlıyor. Bu alg ışığa doğru yüzüyor ve bunu yüzeyindeki kanalrodopsin adlı bir proteinle yapıyor. Proteinin ilginç yanı, hem ışığı algılayan alıcı hem de iyonların geçtiği kanal olarak tek parça halinde çalışması: foton geliyor, kanal açılıyor, zardan iyon akıyor. Hegemann'ın laboratuvarı kanalrodopsin-1'i tanımladı, yaklaşık bir yıl sonra Nagel'in ekibi mavi ışıkla açılan kanalrodopsin-2'yi raporladı.
Asıl sıçrama 2005'te geldi. Deisseroth'un laboratuvarı Nagel'den aldığı yapıyı sıçan sinir hücrelerine yerleştirdi ve mavi ışık verildiğinde hücrenin sinyal ürettiğini gösterdi. Nature Neuroscience'taki makalede milisaniye düzeyinde, genetik olarak hedeflenmiş bir kontrol anlatılıyordu; ilk yazar Ed Boyden, ikinci yazar Feng Zhang. İki yıl sonra aynı anahtarın canlı farelerde de çalıştığı gösterildi. Böylece belli bir hücre tipini açıp kapatarak uyku ile uyanıklık geçişini ya da bir anının hangi hücrelerde tutulduğunu doğrudan test etmek mümkün oldu.
Klinik tarafta en çok konuşulan konu görme. Retinitis pigmentosa fare modelinde göz içine verilen bir AAV vektörüyle retina gangliyon hücrelerine kanalrodopsin-2 yükleniyor; çubuk ve koni hücreleri kaybedilmiş olsa bile ışık bu hücreleri uyarıyor ve sinyal görme korteksine ulaşıyor. Ama haberde anlatılan sonuç fare modeli, insanda rutin bir tedavi yok. Yöntem gen aktarımı gerektiriyor, beynin derinine ışık götürmek de çoğu zaman implant demek. Yani optogenetik bugün her şeyden önce bir araştırma aracı.
Türkiye açısından aklımda kalan şu: bir algin neden ışığa yüzdüğü sorusuna yapılan temel araştırma yirmi yılda koca bir araç kutusuna dönüştü. Bizde bu yöntemi kurmak isteyen bir laboratuvarın viral vektör, ışık kaynağı ve hayvan deneyi altyapısına ihtiyacı var. Proje çağrılarında bu tür araç geliştirme işlerinin de karşılığı olsun isterdim.
10 3 yorum
