Tarkista selaimen asetuksista, että JavaScript ja evästeet ovat käytössä.

Mikäli JavaScript on käytössä, mutta jokin selainlaajennus estää sen lataamisen, poista selainlaajennus käytöstä.

Valolla voidaan palauttaa näkö ja saada aikaan erektio – näin valo ohjaa kehoa

Optogenetiikalla osataan jo hallita kärpästen flirttailua ja hiirten erektiota.

Camilla Höglund
Tästä on kyse

Soluun asennetaan fotoreseptori

 Kasvista tai levästä otetaan valolle herkkä proteiini eli fotoreseptori.

 Sen geeni siirretään ihmissoluun.

 Siirron seurauksena solu alkaa reagoida valoon.

 Niinpä solun toimintaa voidaan säädellä näyttämällä sille valoa.

Kuvittele huone, jossa on monta valoa. Jokaisella valolla on oma katkaisin. Voit laittaa valot päälle ja pois päältä milloin haluat. Jos huoneessa on monta valoa, voit päättää, kuinka moni on päällä yhtä aikaa.

Mitäpä jos voisit ohjata kehosi toimintoja samalla periaatteella? Kuulostaa ehkä kiehtovalta ja samalla vähän pelottavalta. Täysin utopistista se ei ole.

Uusi tieteenala optogenetiikka yhdistää soluihin valoon reagoivia osia, joiden kautta solujen toimintaa voidaan säädellä. Valon avulla toimivat biologiset työkalut kehittyvät nyt hurjaa vauhtia.

Tänä vuonna alkoivat ensimmäiset ihmiskokeet, joissa yritetään palauttaa sokeille näkö.

Kalifornian Piilaaksossa jaetaan vuosittain vuoden läpimurtopalkinto, joka on rahallisesti paljon Nobelin palkintoa suurempi. Vuonna 2015 palkinnon voittivat optogenetiikan uranuurtajat Ed Boyden ja Karl Deisseroth.

Andrew Jackson kuvaili kesäkuun New Scientist -lehdessä neurologisten sairauksien nykyisiä lääke- ja sähköhoitoja: ”Vähän kuin hakkaisi pianoa vasaralla.”

Optogenetiikka tarjoaa mahdollisuuden soittaa tiettyjä nuotteja ja samalla jopa kuunnella, mitä orkesterin muut jäsenet soittavat.

Valo on kaikille eläville elintärkeää. Luonto on siksi kehittänyt valoon reagoivia proteiineja eli fotoreseptoreita. Nämä fotoreseptorit toimivat kuin valokatkaisijat.

Optogenetiikassa viedään valoon reagoiva geeni soluun, joka ei normaalisti reagoisi valoon. Geeni voi olla kytketty tiettyyn solun osaan, jota halutaan säädellä. Solun toimintaa voidaan sen jälkeen muokata ja virittää valon avulla.

Tällainen valokytkin on mahdollista asentaa melkein mihin vain. Valottamalla voi säädellä, missä fotoreseptori menee päälle ja kuinka kauan se on päällä.

Ihmisessä ainoa fotoreseptori on silmän näköpigmentti rodopsiini. Valo saa rodopsiinissa aikaan muodonmuutoksen. Muodonmuutos vie viestiä eteenpäin hermojen välittämänä.

Muualla ihmisen kehossa ei normaalisti ole osia jotka reagoisivat valoon. Kasveissa, bakteereissa ja levissä on monia fotoreseptoreita. Niitä on tähän mennessä löydetty luonnosta monta sataa, ja ne ovat kehittyneet eri tarkoituksiin.

Mielenkiintoisia ja tutkijoille hyödyllisiä ovat fotoreseptorit, jotka reagoivat hyvin valikoidusti valon eri aallonpituuksiin.

Optogenetiikan ensimmäiset askeleet otettiin neurotieteessä. Tutkijat pystyivät ensimmäistä kertaa hallitsemaan yhtä aivosolua kerrallaan ja tutkimaan yksittäisten solujen vaikutusta sekä terveessä että sairaassa aivokudoksessa.

Mitä tarkemmin pystymme säätelemään soluja ja niiden toimintaa, sitä todennäköisempää on, että moniin sairauksiin saadaan tehokkaita parannuskeinoja.

Parkinsonin tautia sairastavilla hiirillä tehtiin ensimmäisiä optogenettisiä kokeita vuonna 2010. Valon avulla voitiin tilapäisesti parantaa hiirien kävelyä ja liikkumista.

Tutkijat ovat myös pystyneet vaikuttamaan koe-eläinten käyttäytymiseen valon avulla.

Valolla on ohjattu hiiren liikkumista ja säädelty sen syömistä. Banaanikärpäset on saatu flirttailemaan.

Optogenetiikkaa voitaisiin ehkä käyttää potenssilääke Viagran sijasta. Siniseen valoon reagoivat fotoreseptorit voivat saada aikaiseksi erektion. Näin kertovat tutkimustulokset viime vuonna tehdystä hiirikokeesta.

Valoa voidaan käyttää myös sydänlihassolujen supistuksen tahdistajana. Sen avulla voidaan mitata uusien sydänlääkkeiden vaikutusta. Tätä tehdään Helsingin yliopiston farmakologian osastolla.

Palataan huoneeseen jossa on monta valoa. Jospa siellä onkin vain yksi katkaisin. Voit päättää, milloin kytket valot päälle, mutta muuten et pysty vaikuttamaan valaistukseen. Ajan myötä valot sammuvat itsestään, kun lamput palavat loppuun.

Tämä kuvaa lääketieteen nykytilannetta. Käytössä on hoito- ja tutkimuskeinoja, jotka antavat rajatut mahdollisuudet vaikuttaa soluun.

Sähköiset impulssit leviävät paikallisesti läheisiin soluihin ja kudoksiin. Kemialliset aineet imeytyvät ja muuttuvat erilaisten ainevaihduntareittien kautta kulkiessaan. Ne leviävät eri puolille kehoa ja aiheuttavat jonkinlaisen vasteen. Vaste voi olla erilainen eri paikoissa, ja sama aine voi vaikuttaa sekä positiivisesti että negatiivisesti.

Jotkut lääkkeiden sivuvaikutuksista ovat haitallisia ja fyysisesti niin rankkoja, että lääkäri joutuu potilaan kanssa pohtimaan, onko hoito haittojen arvoinen.

Kemiallisin lääkkeisiin verrattuna valoa on helppo hallita. Valon voi laittaa päälle ja pois päältä. Valo on mahdollista ohjata sinne, missä halutaan vaikuttaa.

Nyt saattaa tuntua siltä, että optogenetiikka on liian hyvää ollakseen totta. Työkalut kuitenkin todella toimivat. Matka hoitoihin on silti vielä pitkä ja kehitettävää paljon.

Luonnon valo sisältää kaikki valon aallonpituudet. Kytkimenä käytettävän fotoreseptorin täytyy olla herkkä omalle aallonpituudelleen, mutta ei niin herkkä, että se reagoisi normaaliin päivänvaloon.

Fotoreseptorin aktivoitumiskynnyksen pitää olla tarpeeksi korkea. Valo ei kuitenkaan saa olla liian voimakasta, sillä silloin se saattaa haitata solujen toimintaa.

Optogeneettisen työkalun täytyy kestää solun normaalia toimintaa ja kulutusta. Se ei saa irrota paikaltaan tai juuttua solujen normaaliin puolustusjärjestelmään.

Solujen elinsykli vaihtelee solutyypin mukaan viikoista kuukausiin. Iso haaste on saada työkalut jakaantumaan yhdessä uusiutuvien solujen kanssa. Näin ne eivät häviä, kun vanha solu kuolee.

Tämä aihe on kiinnostava, haluaisin lisää tällaisia uutisia!

Kiitos mielipiteestäsi!

Reseptit