オプトジェネティクス(Optogenetics 光遺伝学)研究の歴史 

   




オプトジェネティクス(光遺伝学)は、光照射によってイオン透過性が制御されるチャネルやポンプの遺伝子を神経細胞に発現させて、光によって神経活動を亢進させたり抑制させたりする技術です。特定の神経細胞だけを特定のタイミングで活動させたり抑制することができるため、脳の働く仕組みを理解するのに役立ちます。また、非侵襲的な刺激方法がどの程度可能なのかがはっきりしませんが、精神疾患の治療に役立てたいという期待も存在します。

 

ピーター・ヘーゲマン(Peter Hegemann)博士

オプトジェネティクスで使われるツールを最初に開発したのは、ピーター・ヘーゲマン(Peter Hegemann)博士の研究室でした。

Peter Hegemann | 2016 Massry Prize Lecture


Harz & Hegemann 1991 Nature
Nagel et al., 2002
Nagel et al., 2003
Kato et al., 2012
Wieteck et al., 2014 Science with M. Elstner
Wietek et al., 2015 Scientific Rep (collaboration)

  • In conversation with Prof. Peter Hegemann. Institute of Molecular Cell & Systems Biology UofG YOUTUBE(音声のみ 44:54)2018/02/23 に公開 He spoke with us about how to be persistent in your research, and how to play the long game of building a career through the highs and lows of the scientific process. 研究生活、論文出版の悲喜こもごも、ホンネが語られていて興味深い。

 

カール・ダイセロス博士

カール・ダイセロス博士によるオプトジェネティクス概論
Karl Deisseroth (Stanford / HHMI): Development of Optogenetics

 

エド・ボイデン博士

エド・ボイデン博士(CV)によるオプトジェネティクスの概論
Ed Boyden on Optogenetics — selective brain stimulation with light


Han and Boyden 2007 PLoS ONE 2(3):e299
Chow, Han, et al., 2010. Nature 463:98-102

オプトジェネティクス研究の歴史 開発者によるレビュー論文

  1. A history of optogenetics: the development of tools for controlling brain circuits with light Edward S. Boyden F1000 Biol Rep. 2011; 3: 11. Published online 2011 May 3

 

オプトジェネティクスを開発したのは誰か?

オプトジェネティクスといえば、カール・ダイセロス博士とエド・ボイデン博士の名が挙がることが多いわけですが、誰に最初の開発者としてのクレジットがあるのかに関して異論がないわけではありません。

There’s only one problem with this story: It just may be that Zhuo-Hua Pan invented optogenetics first. Even many neuroscientists have never heard of Pan. Pan, 60, is a vision scientist at Wayne State University in Detroit who began his research career in his home country of China. (He may have invented one of neuroscience’s biggest advances. But you’ve never heard of him By ANNA VLASITS SEPTEMBER 1, 2016 STATNEWS)

Pan presented his work at a conference in 2005, a few months before Boyden and Deisseroth published their paper. But Pan struggled to get his work published in a journal until a year later. (The History of Optogenetics Revised   Credit for the neuroscience technique has largely overlooked the researcher who first demonstrated the method. Sep 1, 2016 KERRY GRENS, TheScientist)

  • Ectopic expression of a microbial-type rhodopsin restores visual responses in mice with photoreceptor degeneration. Bi A, Cui J, Ma YP, Olshevskaya E, Pu M, Dizhoor AM, Pan ZH. Department of Anatomy and Cell Biology, Wayne State University School of Medicine, Detroit, Michigan 48201, USA. Neuron. 2006 Apr 6;50(1):23-33.

 

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人の精神疾患の治療にオプトジェネティクスを適用可能か?

実験動物を使った精神疾患モデルにおいてオプトジェネティクスを用いて治療効果が上がったという論文をよく見かけますが、同じ侵襲的な処置は倫理的な問題から人間に適用できないため、人間に役立てるまでには大きなギャップが存在しています。

  1. Optogenetics: Applications in psychiatric research Fukutoshi Shirai MSc Akiko Hayashi‐Takagi MD, PhD PCN Frontier Review First published: 24 February 2017

 

参考

  1. Optogenetics (ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA WRITTEN BY: Karl Deisseroth LAST UPDATED: Sep 10, 2018)
  2. オプトジェネティクスを始めましょう 光操作可能な遺伝子改変マウスの開発,入手方法 田中 謙二 日薬理誌(Folia Pharmacol. Jpn.)143,193~197(2014)

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