Bir sonraki Nobel Ödülü burada, laboratuvara geri getirmek için 150 yuan harcayın.
2 Kasım'da Scientific Reports, Rice Üniversitesi'nin Tabor Lab araştırma ekibinden optogenetik uygulamalarla ilgili açık kaynaklı bir donanım araştırma makalesini resmen yayınladı. Bu yeni aracı tanıtmadan önce, kısaca optogenetiğin arka planını tanıtalım.
2010 yılında optogenetik, "Doğa Metotları" tarafından yılın metodu olarak seçildi ve aynı yıl "Bilim" tarafından geçtiğimiz on yılın atılımlarından biri olarak kabul edildi. Performansı basit bir deneyde yansıtılabilir: Optogenetik teknolojisini uygulayarak, araştırmacıların yalnızca deney faresinin başındaki ışığı açması gerekir ve deney faresi hemen dönmeye başlar. Işıkları kapattıktan sonra durun.
Uzman olmayanların terimleriyle, deney, fareleri daireler çizmeye iten nöronları bulmayı ve ardından bu hücreleri belirli ışığa duyarlı proteinlerle yaymayı içeriyor. Işığı aydınlatarak, ışığa duyarlı proteinler uyarılır, bu da nöronları harekete geçirir ve fareleri daire çizmeye yönlendirir.
Optogenetiğin iki ana işlevi vardır: 1. Canlı hücrelerdeki hedef proteinleri izlemek için kullanılır; 2. Beyindeki belirli hücre türlerinin belirli nöral aktivitelerini seçici olarak kontrol etmek için kullanılır (yukarıdaki örnekte olduğu gibi). İlaçlar ve elektrot stimülasyonu ile karşılaştırıldığında optogenetik, üstün doğruluğu nedeniyle araştırmacılar tarafından sevilir.
Geçtiğimiz 5-10 yılda, optogenetik neredeyse tüm biyomühendislik araştırmalarında kullanılmıştır. Ancak sorun şu ki, nörobilimin yanı sıra, herkes optogenetiği gerçekleştirme yolunu genişlettiğinde, hepsi ışığa duyarlı proteinler, gen ekspresyon sistemleri, protein etkileşimleri vb. Gibi biyolojik araçlar üzerinde araştırma yapıyor, kimse araştırma ve geliştirmeyi daha rahat yapamaz Bu biyolojik araçları kullanan donanım.
Karl Gerhardt, bu sefer tanıtılan optogenetik için açık kaynaklı bir donanım aracı olan Light Plate App device'ın (LPA) ana geliştiricilerinden biri olduğunu söyledi. LPA şu anda en basit ve düşük maliyetli optogenetik araçtır.
LPA = Her araştırmacı optogenetik teknolojiyi kullanabilir
Yıllar geçtikçe, birçok biyolog bize geldi ve araştırmalarına optogenetiği uygulamak istediklerini, ancak gerekli optik aletleri nereden inşa etmeye başlayacaklarını bilmediklerini söyledi. LPA'nın gelişinin, hemen hemen her biyolojik laboratuvarın optogenetik teknolojiyi deneylere kolayca uygulayabileceği anlamına geleceğine inanıyoruz.
Jeff Tabor, bu araştırmada asıl kişinin kendisi ve Karl Gerhardt'ın öğretmeni olduğunu söyledi.
Optogenetik teknolojisini LPA aracılığıyla her laboratuvara getirmek için Tabor Lab, LPA'ya aşağıdaki 4 avantajı sağladı:
- Düşük fiyat
LPA, yazılım ve donanımdan oluşur. Iris yazılımı Github'dan ücretsiz olarak indirilebilir. Donanım kısmı için, bir laboratuvarda 3 boyutlu yazıcı varsa, tüm parçalar sadece 150 $ 'a temin edilebilir. Değilse, satın alma fiyatı da 400 doların altındadır.
- kullanımı kolay
Açıklık: İnsanların daha hızlı başlamasını sağlamak için, LPA ile ilgili tüm yazılım tasarım dosyaları ve talimat dosyaları GitHub'da paylaşılır.
Donanım: LPA montaj işi, profesyonel olmayanlar bile 1 gün içinde tamamlanabilir.
Yazılım: Genel olarak optogenetik donanım araçlarının programlama yoluyla kullanılması gerekir. Biyologlar ve optogenetik arasındaki programlamayı önlemek için, Tabor Lab üyeleri sezgisel etkileşimli yazılım Iris'i tasarladılar, böylece biyologlar bunu programlama olmadan kullanabilirler.
- Geniş uygulama yelpazesi
LPA, tüm nöronal olmayan organizmalar için kullanılabilir: bağırsak bakterileri, maya, memeli hücreleri, siyanobakteriler vb.
Aslında, 2014 yılında, Tabor'un bir başka üyesi Evan Olson da ışık tüpü dizisi (LTA) adı verilen bir optogenetik araç yarattı.
O zamanlar Gerhardt, LTA'yı araştırma için kullanmak istedi, ancak üzerinde çalıştığı organizmanın düz bir yüzeyde yetiştirilmesi gerektiğinden ve titreşim ve harekete duyarlıydı (laboratuvarda incelenen organizmaların çoğu böyleydi). Bu yüzden kendisi yeni bir araç yapmaya karar verdi ve Evan ve mühendislik ekibinin diğer üyelerinin yardımıyla ilk başta başarısız olmasına rağmen LPA doğdu.
- Yüksek ayar esnekliği
LPA, standart LED soketleri kullanır, böylece araştırmacılar gerektiğinde farklı ışık dalga boylarına sahip boyalı LED'ler kurabilirler.
Işık yoğunluğunu daha hassas bir şekilde ayarlamak için LPA, 4000'den fazla farklı ışık yoğunluğu seviyesini ayarlayabilen, düşük maliyetli SD kart okuyuculu bir mini denetleyici ile donatılmıştır.
Tabor'a göre artık LPA kullanan bir düzineden fazla uluslararası araştırma kuruluşu var. Şimdi Scientific Reports'ta tanıtım makalesi yayınlandığına göre, daha fazla insanın katılacağına inanıyorum.
Optogenetiğin potansiyel uygulamaları
2006 yılında, Amerika Birleşik Devletleri Wayne Eyalet Üniversitesi'nde Çinli bir bilim adamı olan Profesör Zhuo-Hua Pan, körlüğün tedavisi için optogenetiği ilk kez denedi ve 2015 yılında Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından başarılı bir şekilde klinik bir deney elde etti. Retinitis pigmentosa hastalarında optogenetik bazlı tedavileri test etmek için onaylanmıştır.
2013 TED paylaşımında, Massachusetts Institute of Technology'den iki araştırmacı da optogenetik yoluyla deneysel farelerin hafızasının nasıl "değiştirileceğini" sizinle paylaştı. Aynı zamanda birçok kurum optogenetiği Parkinson, bağımlılık, depresyon, ağrı kesici ve diğer klinik tedavilere de uygulamaya çalışıyor.
Optogenetik, uygulama yönü veya teknik optimizasyon veya hayal gücü dolu olsun, hala geliştirme aşamasındadır. Aynı zamanda, bu disiplinin ilk araştırma sonuçları da heyecan vericidir, bu nedenle bazı insanlar ona "Nobel Ödülü'nü kazanmaya yönelik bir teknoloji" diyorlar.
Başlığın resmi ve başka şekilde işaretlenmemiş metin resimleri Rice Üniversitesi'nden alınmıştır.
