Optogenetik

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 gelecekteparkinson,epilepsi,kalpte ritim bozuklukları gibi birçok nörönal hastalığın tedavisinde başarılı bir şekilde uygulanabileceği tahmin ediliyor.^[1]

Optogenetik (Yunancaoptikós'görünür, görülen "vegenetikos'köken'), bir hücrenin işlevlerini hem izleyebilmek hem de kontrol edebilmek içingenetikveoptikyöntemlerin birlikte kullanıldığı bir bilim dalıdır.^[2]Hücrelerin genetiği değiştirilerek ışığa duyarlıproteinlerisentezlemesi sağlanır ve daha sonra proteine uygun ışık kullanılarak hücrenin işleyişi izlenir veya etkilenir.^[3]Belli hücrelerin ışığa duyarlı hale getirilmesi ve uygun ışık sistemleri canlılarda belli işlevlerin non-invazif şekilde izlenmesini ve ekilenmesini hedeflemektedir.^[4]

Işığa duyarlı hale getirme işlemi rodopsin isimli ışığı algılayıp ona tepki veren proteinler tarafından gerçekleştirilmektedir. Rodopsinlerarkebakterilerden insanlarakadar çoğu canlının sentezlediği bir protein türüdür.^[5]Bu proteinlerden bazıları hücre zarında bulunan iyon kanallarını kontrol eder ve bu iyon kanallarının etkilenmesi sayesinde hücrenin uyarılması kontrol edilmektedir.^[6]

Optogenetik yöntemlerin önünde hala aşılması gerken büyük engeller bulunmaktadır. Buna rağmenmigrenveepilepsigibi anormal aktivite görülen,Alzheimer hastalığıgib sinyal bozuklukları olan durumlarda optogenetik yöntemlerin önemli bir potansiyeli bulunmaktadır.^[7]^[8]^[9]

Kaynakça

^Halıcı, Uğur."Nörobilim ve Nöroteknoloji"(PDF).ODTÜ Nörobilim ve Nöroteknoloji Doktora Programı. 21 Aralık 2018 tarihindekaynağından(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.PMC5579185 $2.PMID 28861604.KB1 bakım: PMC biçimi (link)
^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.PMC4137261 $2.PMID 25135113.18 Aralık 2016 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)
^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.PMC4160518 $2.PMID 22266941.25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)
^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.PMC3979449 $2.PMID 24364740.3 Haziran 2020 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)
^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.PMC6406977 $2.PMID 30699891.5 Mayıs 2021 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)
^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 kaynağındanarşivlendi.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 kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi:14 Nisan2022.

Dış bağlantılar

[1]9 Eylül 2020 tarihindeWayback Machinesitesindearşivlendi.(Türkçe)

Genetikile ilgili bu maddetaslakseviyesindedir. Madde içeriğinigenişleterekVikipedi'ye katkı sağlayabilirsiniz.

[ugur-1] Halıcı, Uğur."Nörobilim ve Nöroteknoloji"(PDF).ODTÜ Nörobilim ve Nöroteknoloji Doktora Programı. 21 Aralık 2018 tarihindekaynağından(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.PMC5579185 $2.PMID 28861604.KB1 bakım: PMC biçimi (link)

[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.PMC4137261 $2.PMID 25135113.18 Aralık 2016 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)

[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.PMC4160518 $2.PMID 22266941.25 Mayıs 2021 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)

[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.PMC3979449 $2.PMID 24364740.3 Haziran 2020 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)

[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.PMC6406977 $2.PMID 30699891.5 Mayıs 2021 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi: 5 Mayıs 2021.KB1 bakım: PMC biçimi (link)

[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 kaynağındanarşivlendi.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 kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi:14 Nisan2022.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]