Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Петер Хегеман, Георг Нагель и Карл Дейссерот. Награду вручили за оптогенетику — метод, который позволяет включать и выключать нейроны светом. Об этом пишет сайт N + 1.
Всё началось с одноклеточной водоросли хламидомонады: крошечный организм со жгутиками и светочувствительным глазком тянется к свету, а помогают ему каналродопсины — ионные каналы, открывающиеся под действием освещения. В начале 2000-х эти белки нашли и описали Петер Хегеман и Георг Нагель. Гены Chop1 и Chop2 вычислили после того, как японские исследователи разместили карту ДНК водоросли в открытом доступе; Нагель перенес их в ооциты лягушки, и те откликнулись на вспышку слабыми электрическими импульсами. Пора у каналродопсина-2 открывалась всего через 0,2 миллисекунды.
Инструмент для работы с нейронами разглядел в этом Карл Дейссерот: в 2005 году он встроил ген каналродопсина в нервные клетки культуры, и синий свет мгновенно вызывал у них импульс. Еще через два года то же получилось в мозге живой мыши — вирус доставлял конструкцию в моторную кору, а вживленное оптоволокно подавало сигнал лазером, в ответ у животного дергались усики. Тогда же группа Дейссерота описала бактериородопсин NpHR из археи Natronomonas pharaonis, который нейроны тормозил, так что у ученых появились и включатель, и выключатель. Геро Мизенбек, чья система ChARGe заработала еще в 2002 году, лауреатом не стал: его конструкция из трех генов дрозофилы реагировала на свет секундами, а не миллисекундами.
Оптогенетика заметно изменила фундаментальную нейробиологию. Опыты показали, что нейроны гипоталамуса, вырабатывающие орексин, не просто сопутствуют бодрствованию, а приводят к пробуждению. Клетки среднего мозга, работающие на дофамине, удалось разделить на подпопуляции: одни отвечают за стремление к награде, другие за неприязнь. В 2012 году группа Судзуми Тонегавы встроила светочувствительный канал лишь в те клетки гиппокампа, что работали при выработке рефлекса страха, — и стимуляция возвращала мыши неприятное воспоминание даже в безопасной обстановке.
Есть у метода и клинические перспективы. Пациенту с пигментным ретинитом, наследственной формой слепоты, ввели в сетчатку канальный родопсин ChrimsonR, а очки превращали окружающую картину в световые импульсы; зрение частично вернулось, и человек смог брать со стола контрастные предметы. Нобелевский комитет при этом просит не спешить с выводами. В пресс-релизе сказано, что оптогенетика дает возможность управлять поведением, эмоциями и памятью, но на пресс-конференции прозвучало другое: о природе сознания говорить рано, и награду за такие исследования, возможно, дадут лишь через сто лет.