ساخت ابزار اپتوژنتیکی برای اصلاح ژن در محیط زنده

محققانی از کره‌جنوبی موفق به ارائه روشی برای دستکاری ژنتیکی در محیط زنده شدند. آنها برای این کار ابزار فعال شونده نوری غیرتهاجمی با حساسیت بالا ساختند که توانسته است دستکاری ژنتیکی روی بخشی از مغز موش را با استفاده از تابش نور LED انجام دهد. این دستگاه اپتوژنتیکی عاری از عوارض جانبی بوده و می‌تواند برای دستکاری ژن‌ها در تحقیقات عصب‌شناسی استفاده شود.

کنترل مکانی و زمانی بیان ژن به‌عنوان یک راهبرد ارزشمند برای شناسایی توابع‌ژن‌ها با مدارهای عصبی پیچیده شناخته شده است. مطالعه عملکرد پیچیده مغز نیازمند فناوری‌های بسیار بالا بوده تا بتوان اصلاح ژنتیکی سریع را در موجودات زنده انجام دهد. در حال حاضر راهبردهای مختلفی برای کنترل فعالیت پروتئین‌ها یا بیان ژن‌ها با استفاده از نور، مولکول‌های کوچک، هورمون‌ها و پپتیدهای ارائه شده است.

از میان این راهبردها، سامانه شیمیایی نوترکیبی  برای اصلاح ژن‌ها در محیط زنده بسیار رایج است. راهبردهای دیگر نظیر  سامانه‌های فعال‌سازی انتخابی یا مشروط در زیرمجموعه سلول‌هایی بیان‌کننده پروتئین فلورسانس سبز یا جمعیت متقاطع سلولی حاوی دو شروع‌کننده، قرار می‌گیرند. هر چند که این روش‌ها با محدودیت‌هایی روبرو هستند.

اخیرا مقاله‌ای با عنوان Noninvasive optical activation of Flp recombinase for genetic manipulation in deep mouse brain regions در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده که محققان KAIST ابزار اپتوژنتیکی برای اصلاح ژن در محیط زنده ارائه کردند. این گروه از این ابزار برای اصلاح ژن‌های مغز موش استفاده کردند. پیش از این چنین ابزاری اپتوژنتیکی برای نواحی که نور به سختی به انجا می‌رسد ساخته نشده بود. مزیت این فناوری آن است که نیاز به مواد شیمیایی یا فیبر نوری نبوده و اثرات جانبی با خود به همراه ندارد.

در این فناوری از وکتورهای ویروسی با کمترین نشت بیان استفاده شده که می‌توان ژن مورد نظر را در محیط زنده در محل از پیش تعیین شده، قرار دهد. این گروه با این فناوری و استفاده از تابش نور LED موفق به دسترسی به بخش هیپوتالاموس شدند.