ראשי > כללי > לגשר על הפער בעזרת ארגז כלים חדש – המלצה לקריאה בנושא אופטוגנטיקה

לגשר על הפער בעזרת ארגז כלים חדש – המלצה לקריאה בנושא אופטוגנטיקה

המוח הוא אגוז קשה לפיצוח.

קשה מאוד לגשר בין רמת הנוירון (תא העצב) הבודד, דרך רמת רשת הנוירונים ועד לרמת המוח האינטליגנטי שמקבל החלטות. מצד אחד חלק גדול מהידע המדעי שלנו על המוח כמכלול מגיע מהתבוננות על אנשים שמוחם נפגע באירוע טראומטי כלשהו או עקב מחלה (ראו למשל בספרו המפורסם של אוליבר סאקס 'האיש שחשב שאשתו היא כובע'). מצד שני ניתן ללמוד על עקרון פעולתו של נוירון בודד אותו מגדלים בתרבית תאים בצלחת במעבדה. שתי גישות אלה תרמו רבות להבנה של פעולת המוח אך שתיהן מוגבלות כל אחת בתחומה. אחת כללית מידי ואינה מבחינה ברכיבים הפועלים ברזולוציה מספקת והשניה מביטה ברזולוציה כה גבוהה שהיא מוציאה את המוח מהקשרו.

האופטוגנטיקה עלולה להיות ארגז הכלים שייתן לנו את היכולת לשלב בין הגישות, כלומר לחקור את המוח ברזולוציה של נוירונים בודדים אך בתוך האורגניזם החי.

Toolbox

תמונה 1: למקרה שאינכם יודעים כיצד נראה ארגז כלים, אז הנה. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש M.M.Minderhoud.

בשנת 2001 גילו מדענים גן מעניין שמקורו באצה חד-תאית שביכולתה לחוש באור ולנוע לעברו. הם השתמשו בטכניקות של הנדסה גנטית והשתילו את הגן בתאים, כך שהחלבון שאותו הוא מקודד ייווצר בסביבה בה הוא לא קיים באופן טבעי. כאשר הם האירו את התאים באור כחול נוצרו בקרומי התאים (הממברנות) מעין תעלות שהחלו להכניס פנימה יונים בעלי מטען חיובי כגון נתרן אשלגן וסידן. פעולה זאת גורמת לכך שהמטען החשמלי משני צידי קרום התא אינו מאוזן ולכן מתפתח עליו פוטנציאל חשמלי. כל זאת כאמור קורה רק כאשר הוא מואר. לחלבון המשונה הם קראו Channelrhodopsin.

כאשר כמות מסוימת של מטען חשמלי חיובי חודרת אל תוך נוירון, התא מייצר אות חשמלי שגורם לשחרור חומרים שנקראים נוירוטרנסמיטורים ולהפעלה של הנוירונים שאליהם הוא מחובר באמצעות קשרים סינפטיים. גילוי פעולת חלבון ה-Channelrhodopsin גרם לאותם מדענים לחשוב שאולי אם ישתילו את הגן בנוירון יוכלו לשלוט בעזרת מקור אור חיצוני על הפוטנציאל החשמלי שמתפתח עליו וכך על שידור האותות שלו.

ואז מישהו הרים את הכפפה. מדען מאוניברסיטת סטנפורד בארה"ב לקח עליו את המשימה והצליח להראות בשנת 2005 שנוירונים שגודלו בצלחת ובהם הושתל הגן שמקודד את החלבון Channelrhodopsin הגיבו חשמלית לאור. די מופלא בהתחשב שהתא לקוח מיונק והגן מאצה. בהמשך הצליחו מדענים להראות את ההשפעה של אור גם על מוחו של עכבר חי שבו הושתל הגן. מכאן כל הדרכים פתוחות וכל מה שנדרש הוא להפעיל את הדמיון ולחשוב מה ניתן לעשות בכלי המחקרי החדש הזה.

וכאן אני גם מגיע למטרה האמיתית של הרשימה הזאת והיא המלצה על מאמר של מישהו אחר. מי שאינו מכיר את נושא האופטוגנטיקה וכמוני מוצא אותו מעניין עד מאוד ישמח לקרא מאמר מעמיק וכתוב היטב בשפה ברורה מאת דר' עופר יזהר שפורסם בכתב העת אודיסאה לפני כשנתיים וחצי. דר' יזהר הוא חוקר במחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן. את עבודת המחקר במסגרת הפוסט-דוקטורט שלו ביצע במעבדתו של קארל דייסרות (Deisseroth) שהוא החוקר שהדגים את המערכת לראשונה ב-2005. לא כל יום נתקלים בשילוב של נושא מעניין וכותב מוצלח. מומלץ!

קישור למאמר

מודעות פרסומת
  1. 06/12/2013 בשעה 7:28 pm

    זה אכן תחום מלהיב. לאחרונה גם מפתחים מערכות אלחוטיןת לשליטה אופטוגנטית.

    הנה בלוג שייוחד לתחום: http://openoptogeneticsblog.org/

    אבל ראוי לציין שישנם מחקרים שמראים שלביטוי החלבונים הללו יש גם השפעות שליליות על התאים. (הנה למשל: http://www.frontiersin.org/Neural_Circuits/10.3389/fncir.2013.00008/full
    )

  2. 06/12/2013 בשעה 7:31 pm

    ועוד משהו – דייסרות' גם פיתח את CLARITY, שזו שיטה מגניבה אחרת ללמוד על המוח:

    http://gkeshet.wordpress.com/2013/04/19/clarity/
    (רשומה בעברית פרי מקלדתי)

  3. 06/12/2013 בשעה 7:48 pm

    galicolagfb: אוהו, הרחבות זה מצוין, תודה!

  1. No trackbacks yet.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: