Nature:2010年度研究方法—光遺傳學

2020-12-05 生物谷

12月23日出版的新一期《自然》雜誌推出2010年年度回顧專刊，其中以特別專題的形式報導了由其子刊《自然—方法學》（Nature Methods）評選出的2010年度研究方法——光遺傳學（optogenetics）。

光遺傳學是一種通過使用光學技術和遺傳技術來實現控制細胞行為的方法，它克服了傳統的只用光學手段控制細胞或有機體活動的許多缺點，為神經科學提供了一種變革性的研究手段。

光遺傳學技術的運用包括四個步驟：

第一、找尋合適的光敏蛋白。蛋白可以是具有天然的光敏性，也可以是經過化學修飾而具有光敏性；

第二、遺傳信息傳遞。通過轉染、病毒轉導、轉基因動物系的建立等方式將光敏蛋白的遺傳信息傳遞給目標細胞。

第三、可控性演示。通過從時間和空間上控制演示光線的特定性，實現對細胞活動的精確演示。

第四、讀取研究結果。可採用電極通過檢測細胞膜內外電壓來測量光敏蛋白的螢光效果變化，並可用螢光性生物傳感器來檢測不同細胞的讀出值。最後，通過行為測試來評估調整細胞活動對整個動物的影響。

目前，科學家已找到很多可用於控制細胞行為的光敏蛋白並用其發展出具備各種功能的多樣性檢測工具，為光遺傳學的遺傳技術部分的實現提供了很好的先決條件。而在光學技術部分，各種光傳導技術特別是顯微技術的發展，使得對生物研究的演示（不論是其體內還是體外）的控制程度達到了前所未有的水平。兩者並駕齊驅，讓科學家們利用光遺傳學在生命科學領域取得了許多顯著的成就。

此外，《自然—方法學》還介紹了其他值得關注的幾種研究方法，包括鋅指核酸酶技術、定向蛋白組學、活細胞內載體技術、單分子結構檢測技術、可適性生物成像光學技術等。(生物谷Bioon.com)

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