Az opto- és kemogenetika

Az opto- és kemogenetika lehetőséget teremt időben és térben kontrollálható módon genetikailag módosított sejtek specifikus és lokális stimulálására. A specifikus sejtmoduláció meghatározott hullámhosszúságú fény- vagy speciális –a vizsgált szervezetben fiziológiásan nem termelődő, úgy nevezett dizájner drogok alkalmazásával történik.

Invazív sebészeti technikával rekombináns vírusokba csomagolt gének injektálhatók nanoliteres mennyiségben az agy egy általunk meghatározott területére. A génmanipulációval létrehozott virális konstrukció meghatározott sejttípusokban fejeződik ki és ioncsatornákatl vagy receptorokat hoz létre, melyek beépülnek a módosítani kívánt idegsejtek membránjába.

Az optogenetikai vizsgálatokhoz a kifejeződött fényérzékeny ioncsatornákat hordozó sejtek implantált optikai szál, vagy két/multifoton mikroszkópia segítségével célzottan megvilágíthatók. Az idegsejtek normál működéséhez hasonló elven a fényérzékeny ioncsatornák fény hatására kinyílnak és az idegsejtek vagy aktiválódnak (depolarizálódnak), vagy más fehérjék használata esetén inaktiválódnak (hiperpolarizálódnak).

Kemogenetika alkalmazásakor a virális injektálással agyba juttatott gének kémiailag módosított receptorokat fejeznek ki az általunk megtervezett konstrukció szerinti sejttípusban, amelyek aktivitása specifikus exogén molekulákkal befolyásolhatókká válnak.

Az így manipulált neuronok, vagy neuron csoportok funkcionális vagy anatómiai vizsgálatokkal tovább tanulmányozhatók.