مرکز تحقیقات علوم اعصاب

اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ: ﮐﻨﺘﺮل رﻓﺘﺎر ﺳﻠﻮل ﻋﺼﺒﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮر

اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ آﻣﯿﺨﺘﻪای از دو ﻋﻠﻢ اﭘﺘﯿﮏ و ژﻧﺘﯿﮏ اﺳﺖ ﮐــﻪ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪی ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﺧﺎص در ﺑﺎﻓﺖﻫﺎی زﻧﺪه از ﺟﻤﻠﻪ ﺑﺎﻓﺖ ﻋﺼﺒﯽ ﻣﯽﭘﺮدازد.

ﺑﺎ ﺑﻬﺮهﮔﯿﺮی از اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ و از ﻃﺮﯾﻖ ﺑﯿﺎن اﺧﺘﺼﺎﺻﯽ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺣﺴــﺎس ﺑﻪ ﻧﻮر ﯾﺎ اﭘﺴﯿﻦﻫﺎ در ﺳﻠﻮلﻫﺎی زﻧﺪه از ﺟﻤﻠﻪ ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ، اﻣــﮑﺎن ﺗﺤﺮﯾﮏ ﯾﺎ ﻣﻬﺎر ﺟﻤﻌﯿﺖ ﺧﺎﺻﯽ از ﺳﻠﻮلﻫﺎ ﺑﺎ دﻗﺖ ﻣﮑﺎﻧﯽ و زﻣﺎﻧﯽ ﺑﺎﻻ ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯽآﯾﺪ.

اﻣﺎ ﺳﻮال اﯾﻨﺠﺎﺳﺖ ﮐﻪ ﭼﻪ ﺗﻔﺎوﺗﯽ ﺑﯿﻦ دﺳﺘﮑﺎریﻫﺎی ژﻧﺘﯿﮑﯽ ﯾﺎ ﻓﻦآوری اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ ﺑﺎ روشﻫﺎی ﻓﺎرﻣﺎﮐﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ وﺟﻮد دارد؟

دﺳﺘﮑﺎریﻫﺎی ﻓﺎرﻣﺎﮐﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺮروی ﻫﺮﻧﻮع ﺳﻠﻮﻟﯽ، ﺑﺎ ﮐﻤﺒﻮد دﻗﺖ زﻣﺎﻧﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺧﻮد را اﻋﻤﺎل ﻧﻤﺎﯾﺪ؛ ﺑﻪ ﻃﻮری ﮐﻪ روشﻫﺎی ﻧﻮری در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ روشﻫﺎی ﻓﺎرﻣﺎﮐﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ دﻗﺖ زﻣﺎﻧﯽ و ﻣﮑﺎﻧﯽ ﺑﺎﻻ، اﺑﺰار ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﺑﺮای ﮐﻨﺘﺮل رﻓﺘﺎر ﺳﻠﻮلﻋﺼﺒﯽ در ﺣﻮزه ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب اﺳﺖ. ﮐﺎرل داﯾﺴﺮات، اﺳﺘﺎد ﻋﻠﻮم رﻓﺘﺎری داﻧﺸﮕﺎه اﺳﺘﻨﻔﻮرد، در ﺳﺎل ۲۰۰۶ ﺑﺮای اوﻟﯿﻦ ﺑﺎر واژه اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ را ﻣﻌﺮﻓﯽ ﻧﻤﻮد. او ﺑﯿﺎن ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﻓﻦآوری ﻣﯽﺗﻮان ﺗﻐﯿﯿﺮات اﻟﮑﺘﺮوﻓﯿﺰﯾﻮﻟﻮژی و رﻓﺘﺎری ﺳﻠﻮلﻫﺎی زﻧﺪه را ﺑﻌﺪ از ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻧﻮری ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻧﻤﻮد. در ﺳﺎل ۲۰۱۰ ﻣﺠﻠﻪ ﻧﯿﭽﺮ ﻣﺘﺪز، اﭘﺘﻮژﻧﯿﮏ را روش ﺳﺎل ﻧﺎﻣﯿﺪ.

ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﯿﺎن ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﻠﯽ اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ، ﺑﺮای ﺑﺮرﺳﯽ ﮐﺎرﮐﺮد ﯾﮏ ﺷﺒﮑﻪ ﺧﺎص ﻋﺼﺒﯽ در ﻣﻐﺰ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺷﺒﮑﻪ ﻋﺼﺒﯽ ﺳﻪ ﺳﯿﻨﺎﭘﺴﯽ ﻫﯿﭙﻮﮐﻤﭗ، ﻣﺴﯿﺮ دوﭘﺎﻣﯿﻨﺮژﯾﮏVTA  به آﮐﻮﻣﺒﻨﺲ اﺑﺰار ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻔﯿﺪی اﺳﺖ. از ﻟﺤﺎظ ﺗﺎرﯾﺨﯽ، ﻣﻔﻬﻮم اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ در ﺣﻮزه ی ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب در ﺳﺎل ۱۹۷۹ ﺑﺎ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﻓﺮاﻧﺴﯿﺲ ﮐﺮﯾﮏ در ﻣﻮرد ﮐﺎرﺑﺮد ﺑﺎﻟﻘﻮه ﻧﻮر در اراﺋﻪ ﮐﻨﺘﺮل ﺳﺮﯾﻊ ﻣﮑﺎﻧﯽ-زﻣﺎﻧﯽ ﺑﺮای ﻫﺪف ﻗﺮار دادن ﻧﻮرونﻫﺎی ﺧﺎص ﺗﺼﻮر ﺷﺪ. ﺑﺎ اﯾﻦ ﺣﺎل در آن زﻣﺎن، داﻧﺸﻤﻨﺪان ﻋﻠﻮماﻋﺼﺎب روشﻫﺎﯾﯽ را ﺑﺮای ﺑﻪ ﮐﺎرﮔﯿﺮی ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻧﻮر در ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب ﻣﺘﺼﻮر ﻧﻤﯽداﻧﺴﺘﻨﺪ.

در ﺳﺎلﻫﺎی ﺑﻌﺪ، ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪ ﮐﻪ ﯾﮏ دﺳﺘﻪ از ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻧﻮر ﺑﻪ ﻧﺎم اﭘﺴﯿﻦﻫﺎ، ﻗﺎدر ﺑﻪ ﻋﺒﻮر ﺑﺮﺧﯽ از ﯾﻮنﻫﺎ از ﻃﺮﯾﻖ ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎی ﯾﻮﻧﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ؛ ﺑﻪ ﻃﻮری ﮐﻪ ﺑﺎ وارد ﮐﺮدن ژن ﺑﯿﺎن ﮐﻨﻨﺪه اﭘﺴﯿﻦﻫﺎی ﻣﯿﮑﺮوﺑﯽ ﺑﻪ درون ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ، ﺗﺤﻮﻟﯽ ﻋﻈﯿﻢ در ﺣﻮزه ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﯿﺮ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ. اﭘﺴﯿﻦﻫﺎ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺣﺴﺎس ﺑﻪ ﻧﻮری ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﻗﺎدرﻧﺪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮر ﺑﻪ ﻣﻬﺎر ﯾﺎ ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻧﻮرون ﺑﭙﺮدازﻧﺪ. اﭘﺴﯿﻦﻫﺎی ﻗﺎﺑﻞ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺮای ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ ﺑﻪ ﺷﺮح زﯾﺮ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ:

ﮐﺎﻧﺎﻟﻮرودوﭘﺴﯿﻦ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﮐﺎﻧﺎﻟﻮرودوﭘﺴﯿﻦ 2-1 (ChR1-2) ﮐﻪ ﺑﺮای اوﻟﯿﻦ ﺑﺎر از ﯾﮏ ﺟﻠﺒﮏ ﺳﺒﺰ ﺗﮏﺳﻠﻮﻟﯽ ﮐﺸﻒ ﺷﺪ و در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﻧﻮر آﺑﯽ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻓﻌﺎل و ﺑﺎز ﺷﺪن ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎی ﺳﺪﯾﻤﯽ در ﺳﻄﺢ ﻏﺸﺎ و اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﻄﺢ ﺗﺤﺮﯾﮏ ﭘﺬﯾﺮی ﻧﻮرونﻫﺎی ﻣﻐﺰی ﻣﯽﺷﻮد.

رودوﭘﺴﯿﻦﻫﺎی ﻣﯿﮑﺮوﺑﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﺎﻟﻮرودوﭘﺴﯿﻦﻫﺎ (NpHR-eNpHR) ﮐﻪ در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﻧﻮر ﻗﺮﻣﺰ ﯾﺎ ﻧﻮر زرد ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﺎز ﺷﺪن ﮐﺎﻧﺎل ﮐﻠﺮی در ﺳﻄﺢ ﺳﻠﻮل و ﻫﺎﯾﭙﺮﭘﻼرﯾﺰاﺳﯿﻮن ﻧﻮرون ﻣﯽﺷﻮد.

آرﮐﺌﻮرودوﭘﺴﯿﻦ (Arch) و ﺑﺎﮐﺘﺮﯾﻮرودوﭘﺴﯿﻦ (eBR) ﮐﻪ ﺑﺮای ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻣﻬﺎر ﻧﻮرونﻫﺎی ﻣﻐﺰی در ﺣﺎل ﺣﺮﮐﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد. آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎی اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﺗﺮﮐﯿﺐ دو ﻣﺆﻟﻔﻪ اﺳﺎﺳﯽ ﻫﺴﺘﻨﺪ:

1. ﻣﺤﺮک ژﻧﺘﯿﮑﯽ ﮐﻪ ﭘﺲ از ﺑﺎزﺳﺎزی ﺑﺎ ﯾﮏ ﻣﻮﻟﮑﻮل آﻟﯽ ﮐﺮوﻣﻮﻓﻮر ﺑﻪ ﻧﻮر ﭘﺎﺳﺦ ﻣﯽدﻫﺪ..۲  منبع ﻧﻮری ﮐﻪ ﻧﻮر را در ﻃﻮلﻣﻮج ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻣﯽﮐﻨﺪ و ﺷﺪت ﻧﻮر ﻫﻢ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ اﺳﺖ.

ﮐﺎرﺑﺮد اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ در ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب

رودوﭘﺴﯿﻦﻫﺎی ﻣﯿﮑﺮوﺑﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﺎﻟﻮرودوﭘﺴﯿﻦﻫﺎ ﮐﺎرﺑﺮد زﯾﺎدی در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ ﺻﺮع دارﻧﺪ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎلJaws  یک اﭘﺴﯿﻦ ﻣﺸﺘﻖ ﺷﺪه از salinarum Haloracula اﺳﺖ ﮐﻪ در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﻧﻮر ﻗﺮﻣﺰ در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ و ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت درون ﺑﺪن ﻣﻮﺟﻮد زﻧﺪه ﻣﻮﺟﺐ ﻣﻬﺎر ﻧﻮرونﻫﺎ ﻣﯽﺷﻮد. ﯾﮏ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎﺗﯽ در ﺳﺎل ۲۰۱۸ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ اﺳﺘﻔﺎده از ﻟﻨﺘﯽ وﯾﺮوس  HIV-1ﺑﺎ ﮐﺎراﯾﯽ ﺑﺎﻻ، از ﻃﺮﯾﻖ اﻧﺘﻘﺎل آﮐﺴﻮﻧﯽ رﺗﺮوﮔﺮﯾﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ اﻧﺘﻘﺎل ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦJaws  در ﻣﺴﯿﺮ ﮐﻮﻟﺘﺮالﻫﺎی ﺷﺎﻓﺮ در ﻧﻮرونﻫﺎی ﭘﺲﺳﯿﻨﺎﭘﺴﯽ در ﻧﺎﺣﯿﻪCA1  و ﻧﻮرونﻫﺎی ﭘﯿﺶﺳﯿﻨﺎﭘﺴﯽ در ﻧﺎﺣﯿﻪ CA3 ﻣﯽﺷﻮد. اﯾﻦ اﻧﺘﻘﺎل ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮐﻨﺘﺮل ﺻﺮع در ﻣﺪل ﺻﺮع ﺑﺎ ﻣﻨﺸﺎ ﻟﻮب ﮔﯿﺠﮕﺎﻫﯽ ﺷﻮد. ﺑﯿﺎن ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦJAWS  در ﻣﺴﯿﺮ CA1-CA3 در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻧﻮر ﻗﺮﻣﺰ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﺎز ﺷﺪن ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎی ﮐﻠﺮی در اﯾﻦ ﻣﺴﯿﺮ، ورود ﮐﻠﺮ ﺑﻪ درون ﺳﻠﻮل و ﻣﻬﺎر رﻓﺘﺎرﻫﺎی ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ ﺻﺮع ﺷﻮد. در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﺳﯿﺎح و ﻫﻤﮑﺎران در ﺳﺎل 2019 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ورود ﮐﻠﺮ ﺑﻪ درون ﺳﻠﻮل در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻧﻮر ﻗﺮﻣﺰ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ از ﻣﺮﺣﻠﻪ 5 ﻣﻘﯿﺎس رﯾﺴﯿﻦ ﯾﺎ ﻫﻤﺎن ﻣﺮﺣﻠﻪ 5 ﮐﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺻﺮﻋﯽ ﺷﺪن اﺳﺖ، ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﻨﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻣﻬﺎر ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ اﻧﺘﻘﺎل ﻋﺼﺒﯽ ﻧﺎﺣﯿﻪCA3  به ﻋﻨﻮان ﺷﺮوع ﮐﻨﻨﺪه ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ اﻧﻔﺠﺎری در ﺑﯿﻤﺎری ﺻﺮع ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮐﺎﻫﺶ ﺗﺨﻠﯿﻪﻫﺎی ﻧﻮروﻧﯽ ﺷﻮد. اﯾﻦ اﺳﺘﺮاﺗﮋی ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﯾﮏ ﮔﺎم ﻣﻬﻢ در درﻣﺎن و ﮐﻨﺘﺮل ﺑﯿﻤﺎریﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ از ﺟﻤﻠﻪ ﺻﺮع ﻣﺤﺴﻮب ﺷﻮد. ﭼﺎﻧﮓ ﻧﯿﺰ در ﺳﺎل ۲۰۱۴ ﺑﯿﺎن ﻧﻤﻮد ﮐﻪ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦJaws  میﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻣﻬﺎر ﻧﻮرونﻫﺎی ﻗﺸﺮی و ﻧﻮرونﻫﺎی ﮐﺸﺖ ﺷﺪه ﺷﻮد. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﭼﻦ در ﺳﺎل ۲۰۰۱ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﻧﻮرونﻫﺎیCA1  می ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﮐﺎﻫﺶ اﺳﭙﺎﯾﮏﻫﺎی ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺤﺪودی در وﺿﻌﯿﺖ ﺻﺮع ﺷﻮد. ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت دﯾﮕﺮی ﻧﯿﺰ در ﺳﺎل ۲۰۱۰ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﺑﯿﺎن ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦJaws  در ﻣﻐﺰ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ از ﻃﺮﯾﻖ ﻓﻌﺎل ﮐﺮدن ﻧﻮرونﻫﺎی ﻣﻬﺎری ﮔﺎﺑﺎﺋﺮژﯾﮏ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﻮﻟﯿﺪ اﺳﭙﺎﯾﮏﻫﺎی ﻣﺤﺪودی ﺷﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻓﺮزاﻧﻪ و ﻫﻤﮑﺎران در ﺳﺎل ۲۰۱۸ ﺑﯿﺎن ﻧﻤﻮدﻧﺪ اﯾﻦ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎ ﻓﻌﺎل ﮐﺮدن ﮐﺎﻧﺎلﻫﺎی ﮐﻠﺮی، ﺗﺤﺮﯾﮏ ﭘﺬﯾﺮی در ﻣﺪار ﺳﻪ ﺳﯿﻨﺎﭘﺴﯽ ﻫﯿﭙﻮﮐﻤﭗ را ﺳﺮﮐﻮب و ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻣﻬﺎر ﺗﺨﻠﯿﻪﻫﺎی ﻧﻮروﻧﯽ در ﻣﺴﯿﺮ ﭘﺮﻓﻮراﻧﺖ ﺑﻪ ﺷﮑﻨﺞ دﻧﺪاﻧﻪای در ﻣﺪل ﺻﺮﻋﯽ اﯾﺠﺎد ﺷﺪه ﺑﻮﺳﯿﻠﻪ ﮐﯿﻨﺪﻟﯿﻨﮓ اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺷﻮد.

ﻣﺰاﯾﺎ و ﭼﺎﻟﺶﻫﺎ

اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﯿﺮ ﺑﺎ ﻣﺤﺪودﯾﺖﻫﺎﯾﯽ ﻧﯿﺰ ﻣﻮاﺟﻬﻪ ﺑﻮده اﺳﺖ. ﯾﮑﯽ از اﯾﻦ ﭼﺎﻟﺶﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﻓﻦآوری ﺑﺮروی ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ اﻧﺴﺎﻧﯽ اﺳﺖ. اﯾﻦ اﻣﺮ ﺑﺪﯾﻦﺟﻬﺖ اﺳﺖ ﮐﻪ دﺳﺘﺮﺳﯽ ﺑﺪون دﺧﺎﻟﺖ ﺑﻪ ﺑﺎﻓﺖ ﯾﺎ ﺳﻠﻮل ﻣﻤﮑﻦ ﻧﯿﺴﺖ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﻋﺒﻮر ﻧﻮر از ﺑﺎﻓﺘﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﺳﺘﺨﻮان ﮔﻮﯾﺎی اﯾﻦ ﻣﻄﻠﺐ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﺎﻧﻌﯽ ﺳﺨﺖ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

اﯾﻦ ﻓﻦآوری ﺑﺎ ﻣﺰﯾﺖ و ﭼﺎﻟﺶﻫﺎﯾﯽ در ﺳﺎلﻫﺎی اﺧﯿﺮ روﺑﻪ رو ﺑﻮده اﺳﺖ. از ﻣﺰاﯾﺎی ﻓﻦآوری اﭘﺘﻮژﻧﺘﯿﮏ اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎ ﺗﻠﻔﯿﻖ اﯾﻦ ﻓﻦآوری و ﺛﺒﺖ داﺧﻞ ﺳﻠﻮﻟﯽ ﭘﭻ ﮐﻠﻤﭗ، ارﺗﺒﺎط راهﻫﺎی ﻋﺼﺒﯽ ﺑﺎ اﻧﻮاع ﺳﻠﻮلﻫﺎ را ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﮐﻨﺪ. ﺑﻪ واﺳﻄﻪی اﯾﻦ روش ﻣﯽﺗﻮان اﻃﻤﯿﻨﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﮐﺮد ﮐﻪ ﻓﻘﻂ ﭘﺎﺳﺦﻫﺎی ﺗﮏ ﺳﯿﻨﺎﭘﺴﯽ در ﺑﺮشﻫﺎی ﻣﻐﺰی ﺛﺒﺖ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﻫﻢﭼﻨﯿﻦ ﻣﯽﺗﻮان ﻣﻄﻤﺌﻦ ﺑﻮد ﮐﻪ رﻓﺘﺎر ﺣﯿﻮان ﻧﺎﺷﯽ از ﺗﺤﺮﯾﮏ ﯾﺎ ﻣﻬﺎر ﻣﺴﯿﺮﻋﺼﺒﯽ ﻣﻨﺘﻬﯽ ﺑﻪ ﯾﮏ ﻧﻮع ﺧﺎص ﺳﻠﻮﻟﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ آن ﺛﺒﺖ ﻣﯽﮔﺮدد. ﺑﻪﻧﻮﻋﯽ ﺑﺎ ﺗﻠﻔﯿﻖ اﯾﻦ دو ﻓﻦآوری ﻣﯽﺗﻮان ﯾﮏ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻣﺪار ﺑﺴﺘﻪ ﺳﺎﺧﺖ ﮐﻪ ﺗﺤﺮﯾﮏ ﻧﻮری ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺷﺮوع ﯾﮏ رﺧﺪاد ﺳﻠﻮﻟﯽ ﺷﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﯾﻦ ﻓﻦآوری ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﻋﻼوه ﺑﺮ دﺳﺘﮑﺎری ﻫﺎی داروﯾﯽ، ﯾﮏ ﻧﻮع ﺳﻠﻮل ﺧﺎص ﯾﺎ ﯾﮏ ﻧﻮع رﺳﭙﺘﻮر ﺧﺎص )از ﻧﻮع ﻣﻬﺎری ﯾﺎ ﺗﺤﺮﯾﮑﯽ( را ﻫﺪف ﻗﺮار دﻫﺪ.

References:

Fenno L, Yizhar O, Deisseroth K, The development and application of optogenetics. Annu Rev Neurosci 34 (2011) 389-412.

2. Deisseroth K, Feng G, Majewska AK, Miesenbock G, Ting A, Schnitzer MJ, Next-generation optic technologies for illuminating genetically targeted brain circuits. J Neurosci 26 (2006) 10380-10386.

3. Nagel G, Szellas T, Huhn W, Kateriya S, Adeishvili N, Berthold P, Ollig D, Hegemann P, Bamberg E, channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci USA 100 (2003) 13940-13945.

4. Kushibiki T, Okawa S, Hirasawa T, Ishihara M, Optogenetics: Novel Tools for Controlling Mammalian Cell Functions with Light. Int J Photoenergy ID 895039 (2014) 10 pages. 

5. Bamberg E, Tittor J, Oesterhelt D, Light-driven proton or chloride pumping by halorhodopsin. Proc Natl Acad Sci USA 90 (1993) 639-643.

6. Gholami Pourbadie H, Sayyah M, Optogenetics: Control of Brain Using Light. Iran Biomed J 2017.

7. Nagel G, Szellas T, Kateriya S, Adeishvili N, Hegemann P, Bamberg E, Channelrhodopsins: directly light-gated cation channels. Biochem Soc Trans 33 (2005) 863-866.

ﮔﺮدآوری و ﺑﺎزﻧﻮﯾﺴﯽ: ﺷﺎﯾﺎن ﻋﻠﯽ اﮐﺒﺮی داﻧﺸﺠﻮی دﮐﺘﺮی ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب