اپتوژنتیک؛ پیوند نور، بیوفیزیک و علوم اعصاب در گزارش آزمایشگاه بیوشیمی فیزیک دانشگاه تهران درباره نوبل ۲۰۲۶ آزمایشگاه بیوشیمی فیزیک دانشگاه تهران به سرپرستی دکتر علی‌اکبر موسوی‌موحدی، عضو پیوسته فرهنگستان علوم، در گزارشی جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ و نقش بیوفیزیک در این دستاورد علمی را بررسی کرده است. به گزارش روابط عمومی و اطلاع‌رسانی فرهنگستان علوم، آزمایشگاه بیوشیمی فیزیک دانشگاه تهران، به سرپرستی دکتر علی‌اکبر موسوی‌موحدی، استاد دانشگاه تهران، عضو پیوسته فرهنگستان علوم، و رئیس انجمن بیوشیمی فیزیک ایران در گزارشی به بررسی جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ و نقش بیوفیزیک در این دستاورد علمی پرداخته است. جایزه امسال به دو استاد برجسته در حوزه بیوفیزیک و یک استاد در حوزه مهندسی زیستی و علوم اعصاب اعطا شد. این گزارش به شرح زیر می‌باشد: جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ به زبان ساده می‌گوید: می‌توان با نور، فعالیت سلول‌های زنده، به‌ویژه سلول‌های عصبی، را کنترل کرد. دانشمندان با کشف پروتئین‌های حساس به نور و واردکردن ژن آنها به نورون‌ها، راهی یافتند که با تاباندن نور، کانال‌های یونی غشای سلول باز یا بسته شوند و فعالیت عصبی تغییر کند. این فناوری که اپتوژنتیک نام دارد، مانند ساختن یک «کلید نوری» برای مغز است: نور می‌تواند یک نورون را روشن یا خاموش کند. اهمیت این کشف در آن است که فیزیک نور و پروتئین را به زبان کنترل مغز و رفتار تبدیل می‌کند و امکان مطالعه دقیق‌تر بیماری‌های عصبی را فراهم می‌سازد. کمیته نوبل فیزیولوژی یا پزشکی، برگزیدگان جایزه سال ۲۰۲۶ خود را معرفی کرد. این جایزه به پیتر هگمان1، استاد بیوفیزیک دانشگاه هومبولت برلین در آلمان2؛ گئورگ ناگل3، استاد بیوفیزیک گروه نوروفیزیولوژی دانشگاه وورتسبورگ آلمان4؛ و کارل دایسراث5، استاد مهندسی زیستی روانپزشکی مؤسسه پزشکی هوارد هیوز و دانشگاه استنفورد در ایالات متحده آمریکا6، اعطا شده است. این جایزه به پاس نقش آنان در بنیان‌گذاری اپتوژنتیک7 اهدا شده است؛ اپتوژنتیک روشی مبتنی بر نور است که با کنترل فعالیت سلول‌های عصبی، امکان بررسی چگونگی شکل‌گیری خاطرات، احساسات و رفتارها را در مغز زنده فراهم می‌کند. پیتر هگمان و گئورگ ناگل، پروتئینی قابل‌توجه به نام کانال‌رودوپسین8 را در یک جلبک تک‌سلولی کشف کردند و کارل دایسراث این پروتئین را به سوئیچی کنترل‌شده با نور برای سلول‌های عصبی تبدیل کرد. برندگان این جایزه، سنگ‌بنای دوره‌ای تازه در علوم اعصاب را گذاشته‌اند. زیربنای این پژوهش با کنجکاوی پیتر هگمان نهاده شد؛ او در پی پاسخ به این پرسش بود که کلامیدوموناس9، جلبک تک‌سلولی، چگونه به سمت منبع نور حرکت می‌کند. در اوایل دهه ۲۰۰۰، او همراه با گئورگ ناگل، پروتئینی جلبکی با خواص ویژه به نام کانال‌رودوپسین را کشف کرد که در سطح سلول جای دارد. با تابش نور آبی، کانالی در این پروتئین گشوده می‌شود و یون‌های باردار با ورود به سلول، تکانه‌ای الکتریکی پدید می‌آورند. آنان نشان دادند این پروتئین در هر سلولی که قرار گیرد، آن سلول را به نور حساس می‌کند. کارل دایسراث، گام سرنوشت‌ساز بعدی را برداشت. او ژن کانال‌رودوپسین را به سلول‌های عصبی موش‌های صحرایی معرفی کرد و با تاباندن نور آبی به این سلول‌ها، توانست سیگنال عصبی را به‌طور دقیق و کنترل‌شده برانگیزد. این دستاورد پیشگامانه، که در سال ۲۰۰۵ منتشر شد، نخستین بار نشان داد می‌توان فعالیت نورون‌ها را نه با الکترود یا دارو، بلکه تنها با نور مهار و فعال کرد. دو سال بعد، دایسراث این سوئیچ کنترل‌شده با نور را در مغز موش‌های زنده به کار انداخت؛ دستاوردی که راه را برای مطالعه رفتار جانداران در حال حرکت و در محیط طبیعی‌شان هموار کرد. این روش نوین برای کنترل سیگنال‌های عصبی به‌واسطه نور، اکنون اپتوژنتیک نامیده می‌شود و به‌سرعت تأثیری جهانی و گسترده یافته است. پیش از این، پژوهشگران تنها می‌توانستند فعالیت مغز را مشاهده یا به‌شکل غیردقیق تحریک کنند؛ اما اپتوژنتیک به آنان امکان می‌دهد با روشن و خاموش کردن سلول‌های عصبی، نقش دقیق هر مدار عصبی را در شکل‌گیری خاطرات، احساسات و رفتارها بیازمایند. با استفاده از این روش، پژوهشگران توانسته‌اند مدارهای عصبی حاکم بر خاطرات، احساسات و رفتارهای خاص مرتبط با اختلالات عصبی و روانپزشکی را آشکار کنند؛ مدارهایی که پیش‌تر تنها به‌صورت فرضیه‌هایی در تاریکی باقی مانده بودند. در پزشکی بالینی نیز، افق‌های تازه‌ای گشوده شده است. پژوهشگران از اپتوژنتیک در تلاش برای بازگرداندن بینایی به افراد دارای اختلال بینایی بهره می‌گیرند؛ رویکردی که امید می‌رود در آینده‌ای نه‌چندان دور به درمان‌های مؤثر برای بیماری‌هایی چون پارکینسون، صرع، افسردگی و اختلالات اضطرابی بینجامد. اپتوژنتیک درک ما از مغز را بنیادین دگرگون کرده است. جایی که پیش‌تر نقشه‌ای پر از علامت سؤال و ناشناخته بود، اکنون به تدریج به تصویری روشن و دقیق تبدیل می‌شود. هر روز اکتشافات تازه‌ای به ارمغان می‌آورد و به حل یکی از بزرگ‌ترین رازهای بشریت یاری می‌رساند: اینکه مغز شگفت‌انگیز ما چگونه کار می‌کند و چگونه می‌توان از این دانش برای بهبود زندگی انسان بهره گرفت. اهمیت این کشف در این است که یک پروتئین کوچک می‌تواند واسطه‌ای میان نور، فیزیک، ژنتیک و عملکرد مغز شود. این نمونه زیبایی از قدرت بیوفیزیک در فهم حیات است. برای کشف بزرگ، مهم‌تر از نام رشته، توانایی دیدن پیوند میان رشته‌هاست. شایان ذکر است که در سال ۱۴۰۱ مقاله‌ای به آدرس ذیل با عنوان «تحقیقات بیوفیزیک و جوایز نوبل» در نشریهٔ نامه علوم پایه فرهنگستان علوم منتشر شده است. در این مقاله، جوایز نوبل مرتبط با حوزهٔ بیوفیزیک بررسی شده و نشان داده شده است که تاکنون ۲۴ جایزه نوبل شیمی، ۳ جایزه نوبل فیزیک و ۱۲ جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی با موضوعات مرتبط با بیوفیزیک اعطا شده است که در مجموع ۳۹ جایزه نوبل. می باشد. با افزوده‌شدن جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ به این فهرست، مجموع جوایز نوبل مرتبط با بیوفیزیک به ۴۰ جایزه می‌رسد. نیکو محبعلی زاده ، علی اکبر موسوی موحدی“تحقیقات بیوفیزیک و جوایز نوبل” نامه علوم پایه(فرهنگستان علوم) مجلد7-8، صفحات 112-125 سال 1401 1 Peter Hegemann 2 Humboldt University of Berlin, Germany 3 Georg Nagel 4 University of Würzburg, Germany 5Karl Deisseroth 6 The Howard Hughes Medical Institute and Stanford University, USA 7 Optogenetics 8 Channelrhodopsin 9 Chlamydomonas شنبه ۱۸ مهر ۱۴۰۵ 11:08 چاپ اشتراک گذاری ias.ac.ir/fa/news/2526 دکتر علی اکبر موسوی موحدی فرهنگستان علوم میانگین امتیاز کاربران: 0.0 (0 رای) 12345 امتیاز 12345 برای امتیاز باید عدد وارد کنید ایمیل صحیح نیست ایمیل نمایش داده شود. تعداد کاراکتر باقیمانده: 500 نظر خود را وارد کنید بازخوانی بازخوانی ارسال