Principios de la tecnología optogenética

El principio de la tecnología optogenética es transferir genes sensibles a la luz a tipos específicos de células del sistema nervioso para expresar canales iónicos especiales o GPCR. Bajo la estimulación de luz de diferentes longitudes de onda, los canales iónicos fotosensibles pasarán selectivamente cationes o aniones, provocando cambios en el potencial de membrana en ambos lados de la membrana celular, excitando o inhibiendo selectivamente las células.

1. Cribado y expresión de proteínas fotosensibles

El núcleo de la tecnología optogenética son las proteínas fotosensibles. ChR2 es una proteína común sensible a la luz que puede activar neuronas cuando es estimulada por la luz azul. Para expresar ChR2 en neuronas específicas, los investigadores suelen utilizar técnicas de ingeniería genética para introducir el gen ChR2 en las células de las neuronas objetivo.

2. Regulación de la estimulación luminosa

En las neuronas que expresan proteínas sensibles a la luz, la excitabilidad de las neuronas se puede controlar ajustando la intensidad y la frecuencia de la estimulación luminosa. La exposición a la luz azul puede activar ChR2 y excitar las neuronas. Pero la irradiación con luz roja puede inhibir ChR2 e inhibir las neuronas.

3. Diseño y funcionamiento experimental

Al realizar experimentos optogenéticos, los investigadores suelen seleccionar regiones cerebrales, tipos de neuronas y condiciones experimentales específicas. Pueden aprender sobre los cambios en la función neuronal observando cambios en la actividad neuronal. Además, se pueden utilizar técnicas optogenéticas para manipular la actividad de las neuronas para explorar su papel en el comportamiento y la cognición.

La combinación de tecnología optogenética y otras tecnologías

1. Combinada con electrofisiología

La combinación de tecnología optogenética y tecnología de electrofisiología puede proporcionar información más profunda para comprender los mecanismos. de la actividad neuronal. Combinando técnicas optogenéticas con técnicas de electrofisiología, los investigadores pueden observar simultáneamente la actividad eléctrica de las neuronas y la actividad de las proteínas sensibles a la luz para obtener una comprensión más completa de la función neuronal.

2. Combinada con la ciencia del comportamiento

La tecnología optogenética se puede combinar con la ciencia del comportamiento para explorar la relación entre la actividad neuronal y el comportamiento. Al combinar técnicas optogenéticas con ciencias del comportamiento, los investigadores pueden observar los efectos de la actividad neuronal específica en el comportamiento animal, obteniendo una comprensión más profunda del papel de las neuronas en la regulación del comportamiento.