На смену миражам приходят рубежи

[egovoru]

Самая тяжелая форма слепоты вызвана необратимым отмиранием светочувствительных клеток сетчатки – палочек и колбочек. Раньше она была неизлечима, а теперь и у таких больных появилась надежда.

Для генерации электрического сигнала, посылаемого в мозг, наши зрительные пигменты нуждаются в целом комплексе других белков (продуктов других генов). Соответственно, восстановление зрения у слепых потребовало бы «пересадки» всех этих генов плюс тонкой настройки их работы, что непросто. А вот у микроскопических водорослей есть подобные же молекулы, но содержащие в одном флаконе и фоторецептор, и электрогенератор – так называемые канальные родопсины.

На мышах, крысах и собаках уже показано, что встраивание этих белков в клетки следующего слоя сетчатки, в норме не воспринимающие свет, позволяет слепым животным если и не полностью «прозреть», то по крайней мере начать различать форму предметов. Недавно правительство США разрешило клинические испытания этого метода лечения слепоты и на людях. Насколько мне известно, это первый случай, когда ген другого организма будут внедрять в человеческие клетки – здравствуй, дивный новый мир! (Обновление 2021 года: Вышла первая статья, где по крайней мере частичное восстановление зрения при помощи этой методики было показано у слепого пациента-человека).

Тридцать лет назад, когда я начинала заниматься фоторегуляцией движения одноклеточных водорослей (для которой им и нужны канальные родопсины), у этой темы не просматривалось никакого практического применения: чистое «искусство для искусства». А теперь, похоже, с помощью канальных родопсинов собираются лечить не только слепоту, но и длинный список еще других болезней. И уже обсуждают, кому достанется Нобелевская премия за это. Вспоминается ответ Фарадея на вопрос о том, какая польза может быть от его открытия: «Не знаю, но бьюсь он заклад, что скоро с него будут взимать налоги».

А вот и знаменитая фотомышь, в свое время обошедшая обложки всех журналов. Она не слепая, и у нее канальные родопсины вставлены не в клетки сетчатки, а в моторные нейроны, управляющие работой мышц. К соответствующему участку мозга подведен тоненький световод, не заметный в кадре. Включают синий свет, и мышь начинает бегать по кругу, как заводной паровозик, потому что ее моторные нейроны реагируют на свет. А потом свет выключают, и мышь снова живет своей жизнью. Это самое близкое к зомби, что я когда-нибудь видела :)

Демонстрация оптического управления поведением мыши, в моторную кору которой были предварительно вставлены канальные родопсины, поглощающие синий свет

Comments

[dralkin.livejournal.com]

Это здорово! А что на голове? Подсветка с нужной длиной волны?

[egovoru.livejournal.com]

Да, это мышка, у которой канальные родопсины вставлены в моторные нейроны - управляющие движением. В черепе у нее маленькая дырочка, куда подведен световод - он тонкий, гибкий и прозрачный, и на видео его не видно. По нему подают синий свет, лучше всего поглощаемый канальным родопсином. Свет включают, и мышка начинает бегать, как заводной паровозик. Но согласитесь, в этом зрелище есть и что-то жутковатое?

[dralkin.livejournal.com]

Что же вас так напугало, уважаемый биолог? ))

[egovoru.livejournal.com]

Я ведь никогда не смотрю фильмов ужасов, так что эта мышь - самое близкое к зомби, что я видела ;)

А если серьезно, то, конечно, у этой методики могут быть потенциально очень серьезные побочные эффекты. Ведь основное требование - чтобы чужеродный ген работал именно и только в тех клетках, где он нужен, но никоим образом не в других, нормальных, где он заведомо нарушит их функцию.

То есть, все упирается в точность регуляции попадания в клетки и механизма "включения" этого гена. Мы, конечно, уже очень много знаем о таких вещах - иначе подобную методику никогда бы не разрешили. Однако никто не может исключить здесь еще каких-то неожиданностей.

Тем не менее, список отчаявшихся слепых пациентов, желающих испробовать это средство на себе, начал составляться еще задолго до того, как его официально разрешили, потому что для них это - последняя надежда. Альтернатива - чисто электронные протезы сетчатки, а это тоже не сахар.

[dralkin.livejournal.com]

а, я понял.
Зрительная инфа не анализируется, а свет "запускает" сразу движение. Так. А можно так, без анализа. Мышь ведь останавливается иногда перед препятствием.

[egovoru.livejournal.com]

Видеозаписи тех опытов, где у слепых мышей восстанавливали зрение, не так эффектны, поэтому я и выбрала этот ролик для иллюстрации возможностей новой методики. Он уже обошел все научные журналы - этой методике исполнилось уже 10 лет, но разрешение на клинические испытания было получено только в августе этого года.

[dralkin.livejournal.com]

Ясно. Просто я там не совсем понял, почему мышь не стукается носом в стену, когда бежит. Как мышь различает препятствие?
Возможно, усами, носом или по отраженному звуку?

Здесь, кстати, другое еще интересно. Получается, зрение (как система) выполняет всего лишь одну какую-то функцию, которая обеспечивает движение. А человек, который зрение потерял (и к нему привык в первую очередь) - становится малоподвижным, потому что просто не имеет другого положительного опыта. Но если он "сильно захочет" (как вот эта мышь с электродом), то и без зрения справится прекрасно - найдет другие пути достичь цели.
Что в общем-то и понятно. Было бы странно, если бы зрение развилось только для того, чтобы созерцать издалека, ничего не предпринимая. Скорее наоборот! Все системы внешних чувств могли бы развиться до своих нынешних форм лишь потому, что движение продолжается во что бы то ни стало.

[egovoru.livejournal.com]

"Как мышь различает препятствие?"

Кажется, я основательно запутала читателей, написав текст о лечении слепоты, а для иллюстрации избрав видео с канальными родопсинами в мотонейронах ;)

Мышь на видео ведь вовсе не слепая, так что стенки контейнера она прекрасно видит ;) Просто фотовозбуждение нейронов в мозгу, отвечающих за движение (куда вставлены канальные родопсины, что сообщить им восприимчивость к свету), заставляет ее, что называется, бежать, не оглядываясь ;)

"и без зрения справится прекрасно - найдет другие пути достичь цели"

Так и есть - у слепых (особенно с рождения) гипертрофированно развиваются другие чувства - особенно слух и осязание. Значки Брайля мы с Вами не разобрали бы, я слепые бегло их "читают".

Тем не менее, лишиться (или не иметь) зрения - очень большое несчастье для человека; именно поэтому список больных, желающих испробовать на себе это новое лечение, даже не смотря на возможный его риск, начал составляться еще задолго да того, как было дано это разрешение на клинические испытания.

[dralkin.livejournal.com]

аа, вот в чем дело! теперь понятно.

Ну, а про то, что из людей теперь будут делать "паровозики" - в это я не верю и не боюсь.

[egovoru.livejournal.com]

"то, что из людей теперь будут делать "паровозики" - в это я не верю и не боюсь"

Ну, в этом и нужды нет. Судя по всему, простой телевизор гораздо эффективнее как средство зомбирования - не даром же его прозвали "зобмоящиком" :(

[egovoru.livejournal.com]

В очередной раз переписала подпись к видео, чтобы прояснить дело. Надеюсь, теперь стало более понятно :)

[dralkin.livejournal.com]

да, так понятнее.