Нобелевская премия по физиологии и медицине 2026 года присуждена трем основателям оптогенетики.

Аннотация:

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2026 года присуждена Карлу Дейссероту, Петеру Хегеманну и Георгу Нагелю за «

открытия в области управляемых светом ионных каналов и оптогенетики

Работа трех человек совместными усилиями заложила основу оптогенетики, ключевой технологии современной нейробиологии. Это позволяет исследователям использовать свет для точного управления определенными нервными клетками в мозгу живых животных, позволяя им напрямую наблюдать, как эти нейроны влияют на память, настроение, поведение и функции тела.

Эта технология решает давнюю загадку нейробиологии. В прошлом, хотя исследователи могли наблюдать, была ли активна определенная область мозга во время определенного поведения, было трудно далее доказать, является ли эта активность прямой причиной поведения. Оптогенетика меняет это: исследователи могут активно включать или выключать определенные нервные клетки, а затем наблюдать, меняется ли поведение животного соответствующим образом, переходя от корреляционного исследования к причинно-следственной проверке.

Весь прорыв изначально произошел благодаря одноклеточным зеленым водорослям. Питер Хегеманн уже давно изучал, почему хламидомонада способна плавать к источникам света. В начале 2000-х годов он и Георг Нагель обнаружили особый белок, расположенный на клеточной мембране водорослей, — каналородопсин. Этот белок обладает ключевым свойством: при освещении синим светом ионные каналы в белке открываются, позволяя заряженным ионам проникать в клетку и генерировать электрические сигналы. Что еще более важно, они обнаружили, что даже если белок поместить в другие клетки, эти клетки, которые изначально не были светочувствительными, могут стать светочувствительными.

Этот шаг обеспечивает основной «переключатель» оптогенетики.

Человеком, который действительно привнес этот молекулярный инструмент в нейробиологию, был Карл Дейссерот. Дейссерот ввел ген, кодирующий каналородопсин, в нервные клетки крысы. В 2005 году он показал, что может запускать нервные сигналы, просто освещая эти клетки синим светом. Два года спустя этот метод был дополнительно реализован в мозге живых мышей. Теперь исследователи смогут использовать свет для прямого управления определенными нейронами живых животных и наблюдать, как меняется соответствующее поведение.

Этот метод управления нейронными сигналами с помощью света стал известен как «оптогенетика». Он быстро стал одним из важнейших экспериментальных инструментов в нейробиологии. Используя оптогенетику, исследователи смогли идентифицировать нейронные цепи, которые контролируют определенные воспоминания, эмоции и поведение, и дополнительно изучить, как эти цепи связаны с неврологическими и психиатрическими расстройствами.

Нобелевский комитет считает, что

эта технология позволяет исследователям отображать функции мозга способами, ранее невообразимыми

Значение оптогенетики не ограничивается фундаментальными исследованиями. В клинической медицине исследователи пытались использовать аналогичные принципы для восстановления зрительных функций у некоторых пациентов с нарушениями зрения. Сопутствующие исследования надеются обойти поврежденную естественную систему фоторецепторов, придав клеткам сетчатки новые светочувствительные способности.

Таким образом, трое победителей фактически завершили полную технологическую цепочку:

Хегеманн и Нагель открыли ионные каналы, которые можно напрямую открывать светом, а Дейссерот превратил этот молекулярный механизм, естественно присутствующий в водорослях, в инструмент управления нервными клетками.

Нобелевский комитет считает, что оптогенетика фундаментально изменила способы изучения мозга людьми и создала новую экспериментальную основу для понимания нейронных механизмов, лежащих в основе памяти, эмоций и поведения.

Карл Дейссерот родился в 1971 году и в настоящее время работает в Медицинском институте Говарда Хьюза и Стэнфордском университете; Петер Хегеманн родился в 1954 году и в настоящее время является старшим профессором нейробиологии Херти в Университете Гумбольдта в Берлине; Георг Нагель родился в 1953 году и в настоящее время является профессором молекулярной физиологии растений в Вюрцбургском университете.