PNAS推翻长期的光遗传学观念

最近，意大利的研究人员采用一种新的光遗传学方法，推翻了长期持有的模式――光如何被转换为眼睛中的电子信号。相关研究结果发表在最近的《PNAS》杂志。

我们感知视觉世界的能力，依赖于光感受器中的细胞把光转换成电信号。视杆细胞光感受器的外节堆满了数以千计的脂质膜盘――内含有吸收光子的分子，它能够触发信号级联反应，从而改变细胞的电活动。这个过程，称为光传导，被认为已得以很好的理解，但是实验观测和模型之间还存在一些差异。

使用特殊的锥形光导纤维（TOFs），将高度束缚的光点传递给杆状细胞光感受器，研究人员发现，外节包含非均质的间隔，与大多数模型（被假设是均质性的）形成对比。事实上，与在基部相比，在外节顶端的转导效率要低5至10倍。

本文资深作者、意大利的里雅斯特国际先进研究学院的Vincent Torre 说：“光传导研究已经有几十年了，一个普遍的观念是――杆状细胞对光刺激的电反应已经得以充分的理解，但很少被发现和描述。我们的研究很重要，因为它揭示了光传导的新特性。”

使用市售的无孔径TOFs，研究人员将光传递到取自青蛙视网膜的杆状细胞，同时记录细胞的反应。随着TOF从一个细胞的基部转移到顶端，响应的幅值逐渐下降。通过揭示沿外节的一个梯度，该研究可以解释一个生物过程，随着旧膜盘不断在顶端脱落，新膜盘通过这个过程继续在基部产生。研究结果表明，膜盘脱落是有益的。

将来，无孔径TOFs可用于光遗传学，用于激活神经元特定区域的光敏离子通道。通过激活数量非常有限的感光受体与蛋白，TOFs可让研究人员以前所未有的精度，调查这些分子的作用。Torre说：“用于获得高度约束性光点的技术，可以用在其他一些研究和应用中。这些TOFs对于单分子激活的研究，将是非常有用的。这将是我们的下一个科学步骤。”（转化医学网360zhyx.com）