«Я поместил чашку с нейронами, экспрессирующими channelrhodopsin-2, под микроскоп в лаборатории Ричарда Циена в Стэнфорде, где я был аспирантом. К моему изумлению, самый первый нейрон, который я попробовал, генерировал электрические импульсы, когда я подавал импульсы синего света. Это был ошеломляющий момент — это не обязательно должно было сработать! Я имею в виду, этот белок из водорослей мог убить нейроны, или мог быть слишком слабым, чтобы генерировать полезные электрические импульсы, или мог иметь странные побочные эффекты. Но вместо этого он сработал с первой попытки — я называю это удачей».
В 2004 году Эд Бойден был аспирантом Стэнфорда, работал над диссертацией по моторному обучению. Параллельно он вёл независимый побочный проект, в рамках которого изобрёл оптогенетический контроль нейронов.
Карл Дайссерот не был его научным руководителем — он был постдоком в той же лаборатории. В 2004 году Дайссерот основал свою лабораторию.
Ключевой эксперимент Бойден провёл глубокой ночью 4 августа 2004 года.
«Это сработало практически с первой попытки», — вспоминает он. «Удача улыбнулась — молекула в её природной форме оказалась достаточно хороша, чтобы сразу работать в нейронах». «Был час ночи, и это было почти слишком хорошо, чтобы быть правдой». После эксперимента он написал Дайссероту: «Устал, но воодушевлён». Ответ: «Это великолепно!!!!!».
Почему сработало? Бойден объясняет: «Все звёзды сложились эволюционно». Белок Channelrhodopsin-2 не потребовал доработки. «Нам очень повезло, что химический кофактор, all-trans-retinal, необходимый для работы опсинов, присутствует в мозге млекопитающих в количествах, достаточных, чтобы не требовалось дополнительно вводить его химически».
Систему доставки гена в конкретные нейроны позже разработал Фэн Чжан, присоединившийся к лаборатории Дайссерота в 2005 году. Их статья вышла в Nature Neuroscience в 2005 году.
Бойден позже основал лабораторию в MIT, где создал первое оптогенетическое сайленсирование (2007) и первое эффективное у живых млекопитающих (2010). «Нам очень повезло. В 2007 году первый нейросиленсер, который мы попробовали, тоже сработал довольно хорошо, а затем в 2009 году, когда мы попробовали его в мозге нечеловекообразных приматов, он тоже сработал довольно хорошо. Это было похоже на оркестровку удачи».
#оптогенетика #нейробиология #ЭдБойден #EdBoyden #optogenetics #нейронауки #наука #научныйканал #историянауки #Стэнфорд #MIT #Channelrhodopsin #ChR2 #биотехнологии #нейротехнологии #мозг #свет #исследования #прорыв #serendipity #science #neuroscience