พันธุศาสตร์เชิงแสง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา
การประยุกต์ใช้พันธุศาสตร์เชิงแสงโดยหลักแบ่งเป็น 3 ขั้นตอนคือ[1] (1) การระบุหรือการสังเคราะห์โปรตีนไวแสง (อ็อปซิน) ชนิดหนึ่ง เช่น Channelrhodopsin-2 (ChR2), Halorhodopsin (NpHR) เป็นต้น (2) การออกแบบระบบเพื่อใส่สารพันธุกรรมที่มีอ็อปซินเข้าไปในเซลล์เพื่อให้โปรตีนได้การแสดงออก เช่น Cre-Recombinase หรือ Adeno-Associated-Virus (3) การใช้อุปกรณ์ที่ส่องแสงไฟเพื่อควบคุมการทำงานของเซลล์และ/หรือการใช้ตัวรับรู้ในการบันทึกการทำงานของเซลล์

พันธุศาสตร์เชิงแสง[2] (อังกฤษ: Optogenetics) เป็นเทคนิคทางชีววิทยาซึ่งใช้แสงเพื่อควบคุมเซลล์ในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่โดยเฉพาะนิวรอน โดยจะเป็นเซลล์ที่ได้ดัดแปลงพันธุกรรมให้แสดงออกช่องไอออนที่ไวแสง เป็นวิธีปรับเปลี่ยนระบบประสาทในประสาทวิทยาศาสตร์ ที่ผสมเทคนิคต่าง ๆ จากทัศนศาสตร์ (optics) และพันธุศาสตร์ เพื่อควบคุมและเฝ้าสังเกตการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ภายในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่ (in vivo) แม้กระทั่งภายในสัตว์ที่เคลื่อนไวได้ และเพื่อวัดผลที่ได้จากการควบคุมปรับเปลี่ยนในเวลาจริง[3] ตัวทำปฏิกิริยาสำคัญที่ใช้ในศาสตร์นี้ก็คือโปรตีนไวแสง เพราะการควบคุมเซลล์ประสาทจะทำด้วยตัวกัมมันต์ (optogenetic actuators) เช่น channelrhodopsin, halorhodopsin, และ microbial rhodopsin ในขณะที่การบันทึกแสงเนื่องจากการทำงานของเซลล์จะทำด้วยตัวรับรู้ (optogenetic sensors) ที่ใช้กับ calcium (GCaMP) กับการปล่อยสารสื่อประสาทจากถุงเล็ก (synapto-pHluorin) กับสารสื่อประสาท (GluSnFRs) หรือกับความต่างศักย์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ (Arc Lightning, ASAP1)[4][5] โดยการควบคุมและการบันทึกข้อมูลจะจำกัดอยู่ที่เซลล์ประสาทซึ่งดัดแปลงพันธุกรรม และจะจำกัดที่และเวลาโดยเฉพาะเพราะต้องอาศัยแสง

เชิงอรรถและอ้างอิง[แก้]

  1. Pama, E. A. Claudia; Colzato, Lorenza S.; Hommel, Bernhard (2013- 01-01). "Optogenetics as a neuromodulation tool in cognitive neuroscience". Cognition. 4: 610. doi:10.3389/fpsyg.2013.00610. PMC 3764402. PMID 24046763. Check date values in: |date= (help)
  2. "opto-", Merriam-Webster Collegiate Dictionary (11 ed.), Springfield, Massachusetts, USA: Merriam-Webster, Inc., 2003 Function: combining form Etymology: Greek optos, verbal of opsesthai 1 : vision <optometry> 2 : optic and <optoelectronics>
  3. Deisseroth, K.; Feng, G.; Majewska, A. K.; Miesenbock, G.; Ting, A.; Schnitzer, M. J. (2006). "Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits". Journal of Neuroscience. 26 (41): 10380–6. doi:10.1523/JNEUROSCI.3863-06.2006. PMC 2820367. PMID 17035522.
  4. Mancuso, J. J.; Kim, J.; Lee, S.; Tsuda, S.; Chow, No B. He; Augustine, G. J. (2010). "Optogenetic probing of functional brain circuitry". Experimental Physiology. 96 (1): 26–33. doi:10.1113/expphysiol.2010.055731. PMID 21056968.
  5. Treger, Jeremy. "Single-molecule fluorimetry and gating currents inspire an improved optical voltage indicatorljournal=eLifeldate=2015". 4: e10482. doi:10.7554/eLife.10482. PMC 4658195. PMID 26599732.

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]