Nobela prēmija apbalvo optogenētikas pionierus, kas izmanto gaismu smadzeņu šūnu kontrolēšanai

Attēls: Ars Technica · Avots

2026. gada Nobela prēmija fizioloģijā vai medicīnā tika piešķirta Karlam Deiserotam, Pēterim Hegemanam un Georgam Nagelam par optogenētikas izstrādi, tehnoloģiju, kas ar gaismas palīdzību precīzi aktivizē vai inaktivē nervu šūnas, revolucionizējot neirozinātnes pētījumus.

2026. gada Nobela prēmija fizioloģijā vai medicīnā atzīst revolūciju tehnoloģijā, kas pazīstama kā optogenētika, un tā ļauj pētniekiem ar gaismas staru kontrolēt nervu šūnas smadzenēs un muguras smadzenēs. Šī pārveidojošā metode radās pēc vairāku gadu pētījumiem, sākot no vienšūnu aļģēm, konkrēti zaļajām aļģēm Chlamydomonas, kas izmanto gaismai jutīgus proteīnus, lai orientētos vidē.

Zinātnieki ilgu laiku vēlējās saprast specializētu neironu funkcijas smadzenēs, manipulējot ar tiem. Tradicionālajām metodēm, piemēram, neironu ģenētiska dzēšana, bija ierobežojumi, jo smadzenes varēja pielāgoties šūnu zudumam vai attīstīties citādi bez šiem neironiem. Spēja selektīvi aktivizēt vai apturēt neironus neskartās smadzenēs sola daudz precīzāku ieskatu to lomās.

Svarīgs daudzsološs atklājums nāca no Pētera Hegemana darbības Berlīnes Humboldta Universitātē, kur viņš identificēja gaismai aktivizētas jonu kanālus Chlamydomonas. Sadarbojoties ar Georgu Nagelu, jonu plūsmas ekspertu Vūrcburgas Universitātē, viņi raksturoja šos kanālorodopsīnus – proteīnus, kas ļauj lādētiem joniem šķērsot šūnu membrānas, reaģējot uz specifiskām gaismas viļņu garumiem. Šis atklājums parādīja, ka šie proteīni potenciāli varētu kontrolēt šūnu aktivitāti ar gaismas palīdzību.

Nagels demonstrēja, ka šie kanālorodopsīni var darboties dažādos organismos, tostarp varžu embrijos un kultivētās cilvēka šūnās, un to aktivizēšana maza tārpa C. elegans nervu sistēmā var mainīt tā uzvedību gaismas ietekmē.

Kārlis Deiseroths un viņa komanda Stenfordas Universitātē attīstīja šo atklājumu praktiskos neirozinātnes rīkos. Viņi apstiprināja proteīnu efektivitāti neironos un izstrādāja kompaktus gaismas piegādes sistēmas, piemēram, mini optiskās šķiedras, kas ļauj veikt pētījumus brīvi pārvietojošos dzīvniekos. Viņi arī atklāja kanālorodopsīna variācijas, kas ir jutīgas pret dažādām gaismas krāsām, tostarp vienu, kas kavē neironu aktivitāti, ļaujot hlora joniem iekļūt šūnās.

Optogenētika ātri ir kļuvusi par būtisku metodi neirozinātnē, atvieglojot pētījumus par atmiņas glabāšanu, miega regulēšanu un pat tādām sarežģītām uzvedības formām kā mātes rūpes. Šī tehnika ir parādījusi arī medicīnisku potenciālu, daļēji atjaunojot gaismas jutību pacientiem ar tīklenes deģenerāciju.

Nobela komiteja uzsvēra, ka, lai gan Deiseroths, Hegemans un Nagels bija nozīmīgi optogenētikas izstrādē, plaša tehnoloģijas pielietošanas un turpmākās inovācijas procesā bija iesaistīti daudzi citi zinātnieki.

Šī balva uzsver fundamentālo pētījumu dziļo ietekmi, ko radīja ziņkārība par vienkāršu dīķa aļģi, un atgādina par pamata zinātniskās izpētes vērtību, pat ja tūlītēji pielietojumi nav acīmredzami.