Az optogenetika egy forradalmi, elsősorban az idegtudományban használt módszer, amely lehetővé teszi, hogy adott idegsejtcsoportokat serkenteni, illetve gátolni lehessen. Ez azért lett forradalmi, mert így már már nemcsak összefüggéseket lehet megállapítani bizonyos idegsejtek, csoportok aktivitása és valamilyen viselkedés között, hanem a kutatók ok-okozati kapcsolatot képesek kimutatni egy idegsejt aktivitása és egy adott viselkedés, jelenség között. Hiszen ha serkentették az adott sejteket, és megjelent a viselkedés vagy idegrendszeri aktivitás, akkor konkrétan igazolni tudták, hogy az a jelenség ahhoz az idegsejt-csoporthoz kötődött. Ugyanez történik a gátlás esetében – foglalta össze az idegtudomány új korszakát megnyitó felfedezés eredményét, a fényre reagáló molekulák jelentőségét Acsádi László neurobiológus, az MTA rendes tagja. Megjegyezte, hogy már évek óta várta az idegtudomány ezt a Nobel-díjat.

A csatornarodopszin (channelrodopsin) fehérjemolekulák fényre érzékenyek, a sejtek membránjában lehet őket kifejezni.

„Amint fényéri őket, megnyílik rajtuk egy kicsi csatorna, amelyen keresztül serkentő vagy gátló ionok tudnak áramlani, amelyek megváltoztatják az idegsejtek potenciálját, tehát serkenthetőek vagy gátolhatóak lesznek. Az emberben eredetileg nincs ilyen fényérzékeny molekula, csak hasonló van a szemben, ezek az opszinok. Az idegrendszer forradalmát elhozó molekula érdekes módon egy ostoros zöldalgában, a Chlamydomonas reinhardtii szemfoltjában fordul elő. Az alga ezt arra használja, hogy amikor egy kicsi fény éri őt, akkor rögtön abba az irányba kezdje hajtani magát az ostoraival. Ez a pozitív fototaxis. A 90-es években derült az ki, hogy ezeket a géneket klónozni lehet, kifejeztetni más sejtekbe, és ezáltal azt a sejtet is serkenteni vagy gátolni lehet. Innen már csak egy lépés volt, hogy a megfelelő trükkökkel ezt emlős idegrendszerbe is ki lehessen fejeztetni, illetve a sok-sok idegsejt-típus közül épp abba tudjuk kifejeztetni, ami számunkra érdekes” – mondta Acsádi László.

Az idegrendszerünket rengeteg típusú idegsejt alkotja, többféle sejttípus lehet benne, mint az összes többi testi sejtben együttvéve. Ha bármelyik tulajdonság idegrendszeri hátterét vizsgálni akarják, akkor valamilyen módon „meg kell tudni szólítani” egyenként ezeket a sejteket, amire eddig nem volt lehetőség – tette hozzá.

„Ha betettem egy serkentő elektródát az agyba, akkor az ott lévő 100+ féle idegsejtet egyszerre serkentettem, vagy ha blokkoltam az aktivitást, akkor ennyit gátoltam. A felfedezéssel viszont lehetővé vált, hogy kiválasszak egy konkrét serkentő vagy gátlósejttípust, amelyik ilyen vagy olyan markereket fejez ki, és ennek az egy csoportnak a modulálásával meg tudtam vizsgálni, meg tudtam fejteni, hogy ezeknek az idegsejteknek mi lehet a szerepe egy adott működésben. Tehát mondjuk megvilágítok egy adott idegsejtcsoportot, az állat elindul, vagy megáll, elkezd forogni, elkezd félni, vagy elkezd kevésbé félni, és ezt direkt hozzá tudom kötni ehhez az idegrendszeri csoporthoz” – magyarázta.

Mindennek az orvoslásban történő felhasználásáról Acsádi László elmondta: jelenleg olyan kísérletek zajlanak, hogy az emberi szemben a megsérült retina helyére ilyen fényérzékeny idegsejteket ültetnek, és így próbálják meg helyreállítani a retina elveszett fényérzékelő tulajdonságát.