Нобелевка-2026: световой пульт управления нейронами Recipe.Ru

Нобелевскую премию по физиологии или медицине 2026 года получили Карл Дейссерот, Петер Хегеман и Георг Нагель, «за открытия, касающиеся светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики». Итог их работы – метод, позволяющий буквально включать и выключать определённые нейроны в живом мозге при помощи света.

История началась с одноклеточной зелёной водоросли хламидомонады (известной многим по школьным учебникам биологии), которая обладает фототаксисом, то есть способна перемещаться в сторону источника света. В начале 1990-х первый из сегодняшних нобелиатов Петер Хегеман заметил, что реакция хламидомонады на свет возникает почти мгновенно, примерно через 0,5 мс. Он предположил, что за подобное поведение отвечает специальный белок, который одновременно и воспринимает свет, и работает как ионный канал. Подобного в то время не знали, так что гипотеза выглядела если не утопично, то близко к этому.

Разобраться помог следующий нобелиат, Георг Нагель. В икру лягушки он ввёл гены предполагаемых светочувствительных белков хламидомонады и показал, что они действительно оказываются в мембране клеток и открывают канал под действием света, пропуская ионы и генерируя электрический сигнал. Были описаны два белка: channelrhodopsin-1 (ChR1) и особенно важный для будущей оптогенетики channelrhodopsin-2 (ChR2). В 2003 году Хегеман и Нагель предложили использовать ChR2 для управления электрической активностью клеток при помощи света.

Следующий шаг сделал третий нобелиат, Карл Дейссерот. Его группа перенесла ген ChR2 в нейроны крысы. Нейроны нормально штамповали чужеродный белок, который в итоге встраивался в мембрану, а вспышка синего света практически мгновенно инициировала нервный импульс. Работа была опубликована в 2005 году, а через пару лет технологию удалось применить уже на живом мозге мыши: ген ChR2 доставляли в определённые нейроны двигательной коры, а свет подавали через тонкое оптоволокно. Так исследователи впервые в истории смогли управлять движениями усов животного.

Оптогенетику определённо можно назвать революционным прорывом. Раньше нейроучёным можно было только видеть, что та или иная область мозга активна при определённом поведении. То есть исследования были наблюдательными. После нобелевского открытия можно было проводить и интервенционные, то есть экспериментальные работы. И выяснить, что произойдёт, если включить именно этот нейрон или группу нейронов. Или выключить. С помощью метода нашли цепочки нейронов, участвующие в восприятии боли, формировании чувства жажды, в пищевом поведении, в системе вознаграждения, в удержании внимания, в регуляции циркадных ритмов и в социальных реакциях. В одном из знаменитых экспериментов удалось реактивировать у мыши целый нейронный ансамбль, связанный с воспоминанием о страхе. Животное демонстрировало все признаки самого настоящего страха в абсолютно безопасной обстановке.

Пока что можно сказать, что Нобелевская премия в 2026 году скорее по физиологии, чем по медицине. До лечения людей с применением оптогенетики ещё далеко, но первые клинические результаты уже есть. В 2021 году в исследовании при пигментном ретините светочувствительный белок опсин вводили в клетки сетчатки слепого пациента. В сочетании со специальными очками это позволило частично вернуть способность различать предметы. Обсуждается и возможность сделать таким образом более точными кохлеарные импланты для слабослышащих. Оптогенетика ещё в самом начале пути в клинику, причём возможным это сделали не только три сегодняшних нобелиата, но и большие исследовательские коллективы, за ними стоящие, а также немалое количество других учёных, не отмеченных высшей научной наградой, но внесших существенный вклад в изучение тех или иных аспектов этой сложной и мультидисциплинарной темы.

Материал подготовлен редакцией Remedium при участии журнала «Медицинский совет».