A 2026-os élettani-orvostudományi Nobel-díjat az optogenetika kifejlesztéséért ítélték oda. Ez a módszer lehetővé teszi annak vizsgálatát, hogy miként alakítják az idegsejtek az emlékeket, az érzelmeket és a viselkedést az agyban.

Peter Hegemann és Georg Nagel egy egysejtű algában fedezett fel egy figyelemre méltó fehérjét, a csatornarodopszint (channelrhodopsin). Karl Deisseroth ezt a fehérjét az idegsejtek számára szolgáló, fénnyel vezérelhető „kapcsolóvá” alakította át.

A Nobel-díjat odaítélő bizottság szerint a díjazottak az idegtudomány új korszakának alapjait rakták le.

A hagyományos elektromos stimulációval szemben a csatornarodopszin lehetővé teszi, hogy genetikai úton kizárólag bizonyos típusú sejteket tegyenek fényérzékennyé. Így a kutatók anélkül vizsgálhatnak összetett agyi hálózatokat vagy viselkedési mintákat, hogy a környező egyéb sejteket megzavarnák. Mára a fehérjének számos mesterségesen módosított változata létezik (például amelyek más színű fényre reagálnak, vagy gyorsabb/lassabb működésűek).

A módszert ma már világszerte alkalmazzák laboratóriumokban az agy rejtélyeinek feltárására.

A kitüntetettek 12 millió svéd koronán (392 millió forinton) osztoznak. A díjat hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át.

Magyar kötődés

Roska Botond és kutatócsoportja csatornarodopszin alapú génterápiával ért el történelmi sikert: részlegesen visszaadták egy vak beteg látását. A retinitis pigmentosában, azaz festékes szemideghártya-gyulladásban megvakult férfi a rövid terápia és a hosszú rehabilitáció eredményeképpen ismét tudja érzékelni a fényt az egyik szemével. Eredményüket a világ egyik legfontosabb látástudományi díjával ismerték el.

Roska Botond 2019-ben az InfoRádió Aréna című műsorában részletesen beszélt az eljárásról. A beszélgetést itt lehet meghallgatni.

Részletesebben a Nobel-díjat érő felfedezésről

Hosszú ideig rejtély övezte, hogyan irányítja az agy az érzelmeket, a viselkedést és a testi funkciókat. A 20. században a kutatók elkezdték vizsgálni, mely agyterületek milyen funkciókra hatnak, ám az alkalmazott módszerekkel nem tudtak ok-okozati összefüggéseket igazolni. Az agyról alkotott képük leginkább egy vázlatos térképhez hasonlított, tele kérdőjelekkel és ismeretlen tényezőkkel. Most mindez megváltozik – írta közleményében a Nobel-bizottság.

Az egész Peter Hegemann kíváncsiságával kezdődött. Azt kutatta, hogyan képes a Chlamydomonas nevű egysejtű alga egy fényforrás felé úszni. A 2000-es évek elején Georg Nagellel közösen felfedezték a csatornarodopszint – egy egyedi tulajdonságokkal rendelkező, az algasejt felszínén található fehérjét. Kék fény hatására egy csatorna nyílik meg a fehérjén keresztül; ekkor töltéssel rendelkező ionok áramlanak a sejtbe, elektromos impulzust hozva létre. Megállapították, hogy

bármilyen sejtbe is juttatták be a fehérjét, az fényérzékennyé vált.

Karl Deisseroth patkányok idegsejtjeibe juttatta be a csatornarodopszin génjét. A sejtek kék fénnyel történő megvilágításával képes volt idegi jelzést kiváltani. Ezt az áttörést jelentő eredményt 2005-ben tette közzé. Két évvel később elérte, hogy ez a fényvezérelt kapcsoló élő egerek agyában is működjön.

Az idegi jelek fénnyel történő szabályozásának ezt a módszerét ma optogenetikának nevezik, és alkalmazása gyorsan világszerte elterjedt. Az optogenetika segítségével a kutatók feltárták azokat az idegi hálózatokat, amelyek neurológiai és pszichiátriai rendellenességek szempontjából jelentős, konkrét emlékekért, érzésekért és viselkedésformákért felelősek. A klinikai orvoslásban a kutatók ezt a módszert alkalmazzák a látáskárosultak látásának helyreállítására irányuló kísérleteik során – írták a közleményben.

Az optogenetika alapjaiban változtatta meg az agyról alkotott ismereteket. Minden egyes nap új felfedezéseket hoz, amelyek közelebb visznek az emberiség egyik nagy rejtélyének, vagyis a rendkívül bonyolult agyunk működésének a megfejtéséhez.