2. La Optogenética
Es la combinación de métodos genéticos y ópticos para controlar eventos específicos en
ciertas células de tejidos vivos, con la precisión temporal necesaria (en la escala del milisegundo)
para mantener el ritmo intacto de funcionamiento de los sistemas biológicos.
La razón de este control tan rápido y preciso reside en el uso de la luz como agente inductor.1
1. Husson, S. J.; Liewald, J. F.; Schultheis, C.; Stirman, J. N.; Lu, H.; Gottschalk, A. (2012). "Microbial
Light-Activatable Proton Pumps as Neuronal Inhibitors to Functionally Dissect Neuronal Networks
in C. Elegans". In Samuel, Aravinthan. PLoS ONE 7 (7): e40937. doi:10.1371/journal.pone.0040937.
PMC 3397962. PMID 22815873
3. El desarrollo de proteínas sensibles a la luz (naturales
o modificadas químicamente),
las estrategias para introducir los genes que codifican
dichas proteínas en las células o tejidos objetivo, y
la generación de sistemas de detección de los
cambios de comportamiento producidos en dichas
células y tejidos.2
2. Optogenética. Medicina molecular FIBAO.
La
Optogenética
abarca
4. Fundamentos
se basan en la introducción de genes
exógenos que codifican proteínas sensibles a
la luz en ciertas células.
La idea clave es la fusión en una proteína de
dominios que absorben la luz con dominios
efectores, capaces de una función.
Estas proteínas permiten modificar el
comportamiento a nivel celular mediante la
presencia o ausencia de luz.
se han creado variantes sensibles a la luz de proteínas
efectoras fusionadas con proteínas fotosensibles.
5. Componentes:
Óptica: una porción del espectro electromagnético: luz visible (450-750 nm).
Genética: células genéticamente modificadas que sean fotosensibles.
7. La posibilidad de utilizar la luz para controlar
selectivamente modelos de actividad neuronal
específica (potenciales de acción) dentro de los
diferentes subtipos de células del cerebro fue
anticipada en 1999 por Francis Crick en sus
Conferencias Kuffler impartidas en la Universidad
de California en San Diego.3
3. Crick, F. (diciembre de 1999). «The impact of molecular biology on neuroscience». Philosophical
Transactions of the Royal Society B 354 (1392): 2021-25. PMC 1692710. PMID 10670022.
doi:10.1098/rstb.1999.0541.
8. Un uso pionero de la luz para activar las
neuronas fue llevado a cabo por Richard
Fork(1971)4 y más tarde por Rafael Yuste
(2007)5 , que demostraron la activación por
láser de las neuronas en el tejido intacto,
aunque no de una forma genéticamente
orientada.
4. Fork, R. L. (marzo de 1971). «Laser stimulation of nerve cells in Aplysia». Science 171 (3974): 907-8.
Bibcode:1971Sci...171..907F. PMID 5541653. doi:10.1126/science.171.3974.907.
5. Yuste,, R.; Nikolenko V; Poskanzer, K. E (2007). «Two-photon photostimulation and imaging of
neural circuits». Nature Methods 4 (11): 943-950. PMID 17965719. doi:10.1038/nmeth1105.
9. El primer método genéticamente dirigido, que
utilizaba la luz para controlar neuronas
genéticamente sensibilizadas, fue publicado en
enero de 2002 por Boris Zemelman (ahora en UT
Austin) y Gero Miesenböck, que emplearon los
fotorreceptores para la rodopsina
de Drosophila para controlar la actividad neuronal
en neuronas cultivadas de mamíferos.6
6. Zemelman, B. V.; Lee, G. A.; Ng, M.; Miesenböck, G. (2002). "Selective photostimulation of genetically
chARGed neurons". Neuron 33 (1): 15–22. doi:10.1016/S0896-6273(01)00574-8. PMID 11779476
10. En 2003 Zemelman y Miesenböck
desarrollaron un segundo método para la
activación dependiente de la luz de neuronas
individuales en las que los canales
ionotrópicos TRPV1, TRPM8 y P2X2 fueron
cerrados por ligandos enjaulados en
respuesta a la luz.7
7. Zemelman, B. V.; Nesnas, N.; Lee, G.A.; Miesenböck, G. (2003). «Photochemical gating of
heterologous ion channels: Remote control over genetically designated populations of
neurons». PNAS 100: 1352-7. PMID 11779476. doi:10.1016/S0896-6273(01)00574-8.
11. 8. Method Of The Year 2010: MOTY Primer, MOTY Editorial. Nature Methods 8, 1 (2011)
doi:10.1038/nmeth.f.321. 20 de diciembre de 2010., MOTY Commentary.
En 2010, la optogenética fue elegída como el Método del Año,
entre todos los campos de la ciencia y la ingeniería, por la revista
de investigación interdisciplinar "Nature Methods".8
