#генная_инженерия_в_нейробиологии
Хемогенетика.

Одним из важных типов рецепторов, встречающихся у множества живых существ, являются G-белок-связанные рецепторы (GPCR). Эти молекулы выполняют множество функций в организме, включая восприятие сигналов от нейротрансмиттеров, гормонов и даже запахов. К ним относятся, например, дофаминовые рецепторы, ацетилхолиновые рецепторы, а также рецепторы, отвечающие за обоняние. Эти рецепторы пронизывают клеточную мембрану семь раз и взаимодействуют с белками, называемыми G-белками, которые расположены внутри клетки.
G-белки — это комплексы из трёх субъединиц: альфа, бета и гамма. Когда рецептор связывается с молекулой, называемой лигандом (например, нейротрансмиттерами или гормонами), G-белок «раскалывается» на две части — альфа-субъединицу и пару бета/гамма-субъединиц. Это разделение запускает каскад внутриклеточных реакций, которые могут включать:
- активацию выброса ионов кальция в клетку (в случае альфа-субъединицы Gαq),
- увеличение уровня молекулы цАМФ (Gαs),
- или наоборот, снижение уровня цАМФ (Gαi).
цАМФ и уровень кальция внутри клетки влияют на работу нейронов и глиальных клеток, что имеет значение для множества физиологических процессов, включая передачу нервных сигналов.
Исследователи задумались, что было бы здорово изменить рецепторы таким образом, чтобы они могли реагировать не только на естественные вещества, но и на специально разработанные соединения. Идея была реализована на основе мускариновых ацетилхолиновых рецепторов. В этих рецепторах был изменён участок, который обычно связывается с ацетилхолином, так что они перестали реагировать на своё привычное вещество. Однако, благодаря мутациям, эти рецепторы стали связываться с веществом, которое обычно не встречается в организме — CNO.
Такие специально модифицированные рецепторы получили название DREADD (designer receptors exclusively activated by designer drugs - модифицированные рецепторы, которые активируются только с помощью специально синтезированных веществ). Эти рецепторы обладают удивительной способностью: в ответ на введение CNO они могут либо активировать нейроны, либо, наоборот, снижать их активность в зависимости от типа рецептора. Это открытие стало новым шагом в нейробиологии, позволяя ученым контролировать активность нейронов с помощью специально разработанных веществ.