Optogenetik ışık sayesinde ve genetik yardımla beyin hücrelerini araştıran yeni gelişmekte olan bir bilim dalı

Optogenetik, ışık sayesinde ve genetik yardımla beyin hücrelerini araştıran yeni gelişmekte olan bir bilim dalı.

Genleriyle oynanmış hücrelerin ışık ile davranışlarının kontrol edilmesini içerir. Yakın gelecekte parkinson, epilepsi, kalpte ritim bozuklukları gibi birçok nörönal hastalığın tedavisinde başarılı bir şekilde uygulanabileceği tahmin ediliyor.

Optogenetik (Yunanca optikós 'görünür, görülen" ve genetikos 'köken'), bir hücrenin işlevlerini hem izleyebilmek hem de kontrol edebilmek için genetik ve optik yöntemlerin birlikte kullanıldığı bir bilim dalıdır. Hücrelerin genetiği değiştirilerek ışığa duyarlı proteinleri sentezlemesi sağlanır ve daha sonra proteine uygun ışık kullanılarak hücrenin işleyişi izlenir veya etkilenir. Belli hücrelerin ışığa duyarlı hale getirilmesi ve uygun ışık sistemleri canlılarda belli işlevlerin non-invazif şekilde izlenmesini ve ekilenmesini hedeflemektedir.

Işığa duyarlı hale getirme işlemi rodopsin isimli ışığı algılayıp ona tepki veren proteinler tarafından gerçekleştirilmektedir. Rodopsinler arkebakterilerden insanlara kadar çoğu canlının sentezlediği bir protein türüdür. Bu proteinlerden bazıları hücre zarında bulunan iyon kanallarını kontrol eder ve bu iyon kanallarının etkilenmesi sayesinde hücrenin uyarılması kontrol edilmektedir.

Optogenetik yöntemlerin önünde hala aşılması gerken büyük engeller bulunmaktadır. Buna rağmen migren ve epilepsi gibi anormal aktivite görülen, Alzheimer hastalığı gib sinyal bozuklukları olan durumlarda optogenetik yöntemlerin önemli bir potansiyeli bulunmaktadır.

Kaynakça

^ Halıcı, Uğur. (PDF). ODTÜ Nörobilim ve Nöroteknoloji Doktora Programı. 21 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mayıs 2021.
^ Joshi, Jyotsna; Rubart, Michael; Zhu, Wuqiang (29 Ocak 2020). "Optogenetics: Background, Methodological Advances and Potential Applications for Cardiovascular Research and Medicine". Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7: 466. doi:10.3389/fbioe.2019.00466. ISSN 2296-4185.
^ Koopman, Charlotte D.; Zimmermann, Wolfram H.; Knöpfel, Thomas; de Boer, Teun P. (2017). "Cardiac optogenetics: using light to monitor cardiac physiology". Basic Research in Cardiology (İngilizce). 112 (5): 56. doi:10.1007/s00395-017-0645-y. ISSN 0300-8428. (PMC) 5579185 $2. (PMID) 28861604. KB1 bakım: PMC biçimi ()
^ Park, Sarah A.; Lee, Shin-Rong; Tung, Leslie; Yue, David T. (2015). "Optical mapping of optogenetically shaped cardiac action potentials". Scientific Reports (İngilizce). 4 (1): 6125. doi:10.1038/srep06125. ISSN 2045-2322. (PMC) 4137261 $2. (PMID) 25135113. 18 Aralık 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()
^ Kato, Hideaki E.; Zhang, Feng; Yizhar, Ofer; Ramakrishnan, Charu; Nishizawa, Tomohiro; Hirata, Kunio; Ito, Jumpei; Aita, Yusuke; Tsukazaki, Tomoya; Hayashi, Shigehiko; Hegemann, Peter (2012). "Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel". Nature (İngilizce). 482 (7385): 369-374. doi:10.1038/nature10870. ISSN 0028-0836. (PMC) 4160518 $2. (PMID) 22266941. 25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()
^ Ernst, Oliver P.; Lodowski, David T.; Elstner, Marcus; Hegemann, Peter; Brown, Leonid S.; Kandori, Hideki (8 Ocak 2014). "Microbial and Animal Rhodopsins: Structures, Functions, and Molecular Mechanisms". Chemical Reviews (İngilizce). 114 (1): 126-163. doi:10.1021/cr4003769. ISSN 0009-2665. (PMC) 3979449 $2. (PMID) 24364740. 3 Haziran 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()
^ Liu, Sufang; Tang, Yuanyuan; Xing, Ying; Kramer, Phillip; Bellinger, Larry; Tao, Feng (2019). "Potential Application of Optogenetic Stimulation in the Treatment of Pain and Migraine Headache: A Perspective from Animal Studies". Brain Sciences (İngilizce). 9 (2): 26. doi:10.3390/brainsci9020026. (PMC) 6406977 $2. (PMID) 30699891. 5 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()
^ Wykes, Robert C.; Kullmann, Dimitri M.; Pavlov, Ivan; Magloire, Vincent (2016). "Optogenetic approaches to treat epilepsy". Journal of Neuroscience Methods (İngilizce). 260: 215-220. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.06.004. 20 Haziran 2018 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.
^ Wang, Ke-Wei; Ye, Xiao-Lin; Huang, Ting; Yang, Xi-Fei; Zou, Liang-Yu (2019). "Optogenetics-induced activation of glutamate receptors improves memory function in mice with Alzheimer's disease". Neural Regeneration Research (İngilizce). 14 (12): 2147. doi:10.4103/1673-5374.262593. ISSN 1673-5374. (PMID) 31397354. 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 14 Nisan 2022.

Dış bağlantılar

[1]9 Eylül 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (Türkçe)

Genetik ile ilgili bu madde seviyesindedir. Madde içeriğini genişleterek Vikipedi'ye katkı sağlayabilirsiniz.

[ugur-1] Halıcı, Uğur. (PDF). ODTÜ Nörobilim ve Nöroteknoloji Doktora Programı. 21 Aralık 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mayıs 2021.

[2] Joshi, Jyotsna; Rubart, Michael; Zhu, Wuqiang (29 Ocak 2020). "Optogenetics: Background, Methodological Advances and Potential Applications for Cardiovascular Research and Medicine". Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 7: 466. doi:10.3389/fbioe.2019.00466. ISSN 2296-4185.

[3] Koopman, Charlotte D.; Zimmermann, Wolfram H.; Knöpfel, Thomas; de Boer, Teun P. (2017). "Cardiac optogenetics: using light to monitor cardiac physiology". Basic Research in Cardiology (İngilizce). 112 (5): 56. doi:10.1007/s00395-017-0645-y. ISSN 0300-8428. (PMC) 5579185 $2. (PMID) 28861604. KB1 bakım: PMC biçimi ()

[4] Park, Sarah A.; Lee, Shin-Rong; Tung, Leslie; Yue, David T. (2015). "Optical mapping of optogenetically shaped cardiac action potentials". Scientific Reports (İngilizce). 4 (1): 6125. doi:10.1038/srep06125. ISSN 2045-2322. (PMC) 4137261 $2. (PMID) 25135113. 18 Aralık 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()

[5] Kato, Hideaki E.; Zhang, Feng; Yizhar, Ofer; Ramakrishnan, Charu; Nishizawa, Tomohiro; Hirata, Kunio; Ito, Jumpei; Aita, Yusuke; Tsukazaki, Tomoya; Hayashi, Shigehiko; Hegemann, Peter (2012). "Crystal structure of the channelrhodopsin light-gated cation channel". Nature (İngilizce). 482 (7385): 369-374. doi:10.1038/nature10870. ISSN 0028-0836. (PMC) 4160518 $2. (PMID) 22266941. 25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()

[6] Ernst, Oliver P.; Lodowski, David T.; Elstner, Marcus; Hegemann, Peter; Brown, Leonid S.; Kandori, Hideki (8 Ocak 2014). "Microbial and Animal Rhodopsins: Structures, Functions, and Molecular Mechanisms". Chemical Reviews (İngilizce). 114 (1): 126-163. doi:10.1021/cr4003769. ISSN 0009-2665. (PMC) 3979449 $2. (PMID) 24364740. 3 Haziran 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()

[7] Liu, Sufang; Tang, Yuanyuan; Xing, Ying; Kramer, Phillip; Bellinger, Larry; Tao, Feng (2019). "Potential Application of Optogenetic Stimulation in the Treatment of Pain and Migraine Headache: A Perspective from Animal Studies". Brain Sciences (İngilizce). 9 (2): 26. doi:10.3390/brainsci9020026. (PMC) 6406977 $2. (PMID) 30699891. 5 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021. KB1 bakım: PMC biçimi ()

[8] Wykes, Robert C.; Kullmann, Dimitri M.; Pavlov, Ivan; Magloire, Vincent (2016). "Optogenetic approaches to treat epilepsy". Journal of Neuroscience Methods (İngilizce). 260: 215-220. doi:10.1016/j.jneumeth.2015.06.004. 20 Haziran 2018 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.

[9] Wang, Ke-Wei; Ye, Xiao-Lin; Huang, Ting; Yang, Xi-Fei; Zou, Liang-Yu (2019). "Optogenetics-induced activation of glutamate receptors improves memory function in mice with Alzheimer's disease". Neural Regeneration Research (İngilizce). 14 (12): 2147. doi:10.4103/1673-5374.262593. ISSN 1673-5374. (PMID) 31397354. 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 14 Nisan 2022.