Премия за новую эру

Нобелевскую премию этого года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся светозависимых ионных каналов и оптогенетики» поделили на троих американский профессор биоинженерии Карл Дейссерот и два немецких профессора — Петер Хегеманн из Берлинского университета и Георг Нагель из Вюрцбургского университета.

По мнению членов Нобелевской ассамблеи стокгольмского Каролинского института, проголосовавших за этих ученых, их «оптогенетика открывает возможности для картирования мозга, о которых раньше можно было только мечтать» и вообще «открывают новую эру в нейробиологии».

Открытие новой эры в науке, тем более такой ныне актуальной и модной науке, как нейробиология,— событие, из ряда вон выходящее. И судя по именам ее открывателей, можно было бы сказать, что эта честь принадлежит немецким ученым. Карл Дейссерот хоть и американец, но явно этнический немец, потомок немецкого эмигранта (имя у него Карл, а не Чарлз, и по-русски в переводе с немецкого его фамилия звучала бы как «Полянский»). Но он все-таки американский ученый, да и Петер Хегеманн, с работ которого по измерению скорости восприятия света водорослями хламидомонадами все началось, измерения эти провел в середине 1980-х годов в Сиракузском университете, штат Нью-Йорк, где проходил постдоковскую стажировку. Впрочем, немцы с американцами сами разберутся, кто из них будет Колумбом оптогенетики, а в данном случае события развивались так.

По возвращении домой Петер Хегеманн попытался выделить светочувствительный белок хламидомонады. Сумел это сделать только после того, как на рубеже тысячелетий японцы составили карту ДНК этой водоросли и сделали доступным генетический код ее 3 тыс. генов. Среди них группа Хегеманна обнаружила два гена, которые имели сходство с уже известными генами белков, реагирующих на свет.

Далее Хегеманн и Нагель работали уже в паре. Получив два гена Chlamydomonas, Нагель по отдельности ввел их копии в разные партии яйцеклеток лягушки, а те затем начали массово производить два белка, которые представляли собой ионные каналы, открывавшиеся под воздействием света. Через них проходили положительно заряженные ионы, создавая электрический сигнал. Они получили названия «канальный родопсин-1» и «канальный родопсин-2». Перспективным оказался второй из них: он сильнее и быстрее реагировал на световой импульс.

Хегеманн и Нагель протестировали введение гена канального родопсина-2 в эмбриональные клетки почек хомяков и человека. Клетки стали светочувствительными: при воздействии света они генерировали электрический сигнал. В 2003 году Хегеманн и Нагель опубликовали результаты своих экспериментов, предположив, что канальный родопсин-2 можно использовать как мощный инструмент для генерации электрических импульсов в клетках с помощью света. Эта публикация сгенерировала мощный импульс у Карла Дейссерота написать Нагелю и попросить у него доступ к ДНК, кодирующей этот белок.

Нагель не возражал, и когда ДНК доставили в лабораторию Дейссерота, тот ввел ее в культуру нервных клеток крысы в чашках Петри. Свет спровоцировал нервный сигнал, который распространялся на другие нервные клетки в чашках Петри. В 2005 году исследовательская группа Дейссерота опубликовала результаты своего открытия. А сам этот новый метод получил в 2006 году название «оптогенетика». Год спустя Дейссерот успешно внедрил ген канального родопсина-2 в клетки моторной коры мозга уже живых мышей и активировал их с помощью тонкого оптического волокна. При освещении нервных клеток через оптическое волокно возникал нервный сигнал, который вызывал у мышей движение усов, причем усами можно было управлять, заставляя их шевелиться по-разному.

Вот, собственно, и все, что касается Нобелевской премии по физиологии и медицине 2026 года. Пишут, что с помощью оптогенетики ученые смогли выявить нейронные цепи, отвечающие за определенные воспоминания, чувства и модели поведения, связанные с неврологическими и психическими расстройствами, а в клинической медицине этот метод используется для восстановления зрения у людей с нарушениями зрения.

Но понятно, что не более детальное картирование мозга человека (и не только его, а еще, например, домашних животных) и не использование этих знаний в клинической медицине (и ветеринарии) — конечная цель новой эры оптогенетики, а полный контроль над мыслями, чувствами и движениями человека. Вероятно даже, что одной оптогенетики для этого не хватит, на помощь к ней придут аудиогенетика, ольфактогенетика, хемогенетика, тактилогенетика и вестибулогенетика. И уж за такое открытие Нобелевской премии будет маловато. Хотя тогда Нобелевскую премию по физиологии и медицине будет присуждать коллективный природный интеллект Каролинского института.