Профессор СФУ Крутовский объяснил суть открытия, за которое присудили Нобелевскую премию
6 октября 2026 г. | наука
Оптогенетика (optogenetics) — это метод, позволяющий с помощью света управлять активностью определённых клеток, прежде всего нейронов. Механизм работает через специальные гены, кодирующие светочувствительные белки, реагирующие на свет — это изменяет электрическое состояние клетки.
Светочувствительные белки — опсины, обнаружены, в частности, у микроорганизмов, например, зелёных водорослей. Хегеманн и Нагель исследовали каналродопсины (channelrhodopsins) — белки, которые под влиянием освещения открывают ионный канал в клеточной мембране с 2000-х. Поток ионов изменяет электрический потенциал клетки.
Самое важное достижение Карла Дейссерота заключается в том, что подобные светочувствительные белки учёные стали использовать для управления нейронами. Появилась возможность очень точно включать или подавлять активность определённых нейронов в живом мозге буквально с помощью света.
«Это настоящий научный прорыв. До появления оптогенетики исследователь мог, например, электрически стимулировать участок мозга, однако электрический ток воздействует также на множество близлежащих клеток. Оптогенетика же позволяет действовать с хирургической точностью, выбирать определённый тип нейронов и управлять именно и только ими. Можно экспериментально установить причинные связи и, активируя определённые нейроны, менять поведение. А можно и подавлять нейроны — и таким образом тоже влиять на определённое поведение», — рассказал российский генетик, почётный профессор СФУ Константин Крутовский.
По словам учёного, новый метод особо важен для изучения памяти, эмоций, мотивации, движения и поведения, а также механизмов неврологических и психических заболеваний. Оптогенетика по сути инструмент, открывший возможность исследовать работу мозга на принципиально новом уровне.
«Хегеманн изучал, как одноклеточная зелёная водоросль воспринимает свет и движется к нему. Он решил разобраться, каким образом клетка превращает световой сигнал в электрический. След привёл к светочувствительным белкам, которые преобразуют свет в изменение ионного потока через мембрану. Нагель же участвовал в установлении свойств каналродопсина. Оказалось, что введение этого белка в другую клетку может сделать её светочувствительной. И после, видимо, случился технологический скачок — от водоросли исследователи перешли к светочувствительному белку, который через генетическое введение в нейрон влияет на управление этим нейроном при помощи "кнопки" — света», — пояснил учёный.
Премия 2026 года признаёт не только открытие белка, но и новую экспериментальную парадигму. Применение каналродопсинов для управления нейронной активностью быстро превратило оптогенетику в один из фундаментальных инструментов современной нейронауки. У метода есть очевидная медицинская перспектива: оптогенетические подходы могут потенциально помочь в восстановлении функций при некоторых заболеваниях, включая наследственные формы потери зрения.