オプトジェネティクス

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オプトジェネティクスは遺伝子工学と光学的方法の組み合わせで、生きた組織の特定細胞における明確な事象の機能を増大あるいは消失させる方法です。この方法は光によるイオンチャネル調節に基づいています。

  • チャネルロドプシン2 (ChR2) は光で開口するイオンチャネルです。ChR2はNa+, K+, Ca2+等広い種類の陽イオンに透過性を示します。
  • ハロロドプシン(NpHR)は光により活性化される塩素イオンを輸送するイオンポンプです。NpHRは細胞外液から細胞内へ塩素イオンを輸送することにより、細胞膜内外のイオン勾配を調節します。

特定波長(470nmおよび589nm)の光を照射することで、どのイオンが膜を透過するかが調節可能です。神経細胞に発現させたChR2やNpHRを調節することにより、それらを導入された細胞集団を特異的に活性化あるいは抑制することができます。

 

本法のメリット

遺伝子工学

  • 部位特異性、ターゲティング
  • 神経サブポピュレーション選択性

光学

  • 特異的作用
  • 調節性:ChR2による活性化、HRsによる抑制

オプトジェネティクスにより、隣り合う構造の機能に影響することなく、特異的神経ネットワークを研究することができます。弊社では電気生理学的記録とオプトジェネティクスを組み合わせ、in-vitroのみならずin-vivo試験にも対応しており、自由運動動物の特定の神経経路活性と行動との因果関係を観察することが可能となっています。

EPS オプトジェネティクス

Häusser & Smith, Nature 446, 317-619