神经细胞的光开关
（physorg.com） - 它听起来像神经生理学家的梦想：一个允许默默地开启和关闭神经电池的光开关。三家科学家们发现了这样一个灯开关，现在正在为他们的工作而荣幸。
Max Planck Biophysics学会主任，古格尔格大学Georg Nagel和洪堡大学柏林彼得哈格梅曼的杰尔··纳格尔（Berlin）赢得了今年的威廉奖，为生物医学科学奖，了解了光门控离子通道通道山茱萸。自2001年以来，该奖项已在2001年以获得卓越的医学和生物科学研究。颁奖典礼将于4月9日在纽约洛克菲勒大学举行。
Wiley奖陪审团正在尊重三个研究人员，他们发现渠道流豆荚，这是一系列光活性的离子通道。这些蛋白质的使用已经开辟了对培养神经细胞和网络的新机会，以及在活体动物的大脑中，并建立了视野的研究领域。光可以专门用于在没有电极的情况下打开和关闭各个神经电池或神经网络。除了这一发现对基础研究的重要性之外，将来可能会使患者受益神经退行性疾病，如黄斑变性，帕金森病和癫痫。
灯开启和关闭神经细胞
频段曲目是细胞膜中的通道蛋白，并且在眼睛斑点中发生绿藻Chlamydomonas Reinhardtii。它们使藻类使藻类朝向或远离光线。当照射时，蛋白质变得透过带正电的离子。离子流过打开通道进入细胞触发器电信号。电池内的负电势变得更积极，这意味着电池被去极化。致马达：神经开始发射动作电位。直到2002年和2003年的发现，天然存在的光激活离子通道未知。在这种突破性的工作的基础上，与科学家成功的其他实验室合作，将这些渠道表达到文化中的神经和肌肉细胞和活血中。再次与其他科学家班贝格和纳格尔合作，也设法从盐爱护细菌神经和肌肉细胞中转移了光活化的氯化物泵Halorhodopsin。在激活泵之后，电位朝向更高的负值转移，这导致电池的失活，动作电位的烧制停止。这使得可以使用蓝光（渠道式的吸收最大值：480nm）切换电池并使用黄灯关闭（卤冬季的吸收最大值：570nm）。由此，不仅可以研究培养中的细胞，而且动物的行为和其与卤代普罗斯汀一起发现的动物和霍尔霍博法布的行为铺平了对光学的快速移动领域的方式。，这意味着全世界的研究组现在成功地使用致光学成功不同神经生物学研究领域的工具。
发现光激活的故事离子渠道是基础研究如何产生新技术和治疗的一个例子。这些通道对应用程序开辟了很大的潜力。“Optogenetics目前正在彻底改变神经和细胞 - 生物学研究，”Ernst Bamberg解释道。“现在第一次，没有电极或任何化学改性，我们可以轻松使用光来控制神经元的活性和肌细胞，可靠地和以前从未实现过的空间分辨率。“
Optimetics还可以在未来产生医疗效益。例如，2006年和2008年，瑞士和美国研究人员使小鼠能够从失明中恢复。它们在小鼠视网膜中注射了通道的神经细胞，其遗传缺陷可防止发育光感受器细胞。在这种处理之后，动物能够区分光和黑暗。科学家希望眼病 - 黄斑变性的患者在基于渠道的基因治疗的结果中还可重新获得至少部分视觉。可能的致敏方法也可用于治疗脑中的神经变性疾病。例如，神经细胞在癫痫或帕金森患者的大脑中可以根据需要的控制方式“开启或关闭”光进行玻璃纤维，以消除疾病的相应症状。
进一步探索
Nagel，G.，Ollig，D.，Fuhrmann，M.，Kateriya，S.，Musti，A.-M.，班贝格，E.和律师，P.Candrhodopsin-1，绿藻的光门控质子通道。科学296,2395-2398（2002）
Nagel，G.，Szellas，T.，Huhn，W.，Kateriya，S.，Adeishvili，N.，Berthold，P.，Ololig，D.，Hegemann，P.和Bamberg，E。
ChannelRhodopsin-2，一种直接亮的阳离子选择性膜通道。
Proc。Natl。阿卡。SCI。100,13940-13945（2003）
Nagel，G.，M. Brauner，J.f. Liewald，N.Adeishvili，E.Bamberg，A. Gottschalk，Caenorhabdise秀丽隐杆线虫的激发细胞中的频率激活的频率激活触发了快速行为的反应。目前的生物学15（24）：2279-84（2005）
Boyden，E.，F.张，E.Bamberg，G. Nagel，K. Deisseroth，毫秒时间，遗传目标的神经活动的光学控制。自然神经科学8（9）：1263-1268（2005）
Li X，Gutierrez DV，Hanson Mg，Han J，Mark MD，Chiel H，Hegemann P，Landmesser LT，Herlitze S，快速的非侵入性激活和脊椎动物晕酸和绿藻通道的神经和网络活动的抑制。PROC NATL ACAD SCI USA 2005,102：17816-17821
Zhang, F., Wang, L., Brauner, M., Liewald, J. F., Kay, K., Watzke, N., Wood, P. G., Bamberg, E., Nagel, G., Gottschalk, A. and Deisseroth, K. Multimodal fast optical interrogation of neural circuitry Nature 446, 633-639 (2007)
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