​​ Академик Михаил Островский недавно участвовал в крупной международной конференции «Оптогенетика-2020», поддержанной грантом Российского фонда фундаментальных исследований. Она проходила в Петербурге в режиме видеоконференции, так что ученый оставался дома, как и его коллеги из более чем 10 зарубежных стран. Форум собрал свыше 300 исследователей, и среди них, особо отметим, почти 200 молодых. Российские оптогенетики представляли чуть ли не всю страну: от Калининграда до Владивостока, от Петербурга до Симферополя. 

– Михаил Аркадьевич, вы один из организаторов конференции, энтузиаст этой сферы знания. Объясните непосвященным, что такое оптогенетика? 

– Это всего лишь метод, сравнительно новый и чрезвычайно перспективный. Возник в самом начале 2000-х годов, а в 2010-м был объявлен «методом года». Родился на биофаке Московского университета в конце 70-х годов прошлого века, когда профессор Ф. Литвин и его молодые сотрудники братья Олег и Виталий Синещековы, изучая реакцию на свет одноклеточных зеленых водорослей, обнаружили, что управляет ею родопсин – ключевая молекула зрения. Но эти фундаментальные исследования еще не предвещали появление оптогенетики. Лишь четверть века спустя немецкие, а за ними и американские ученые использовали ген родопсина для регулирования клеток мозга, сетчатки глаза, сердца. Так родилась оптогенетика. Она вобрала в себя достижения физиологии, генной инженерии, оптики. Ее преимущества по сравнению с традиционными технологиями – высокая селективность и скорость воздействия на необходимые экспериментатору типы клеток. Суть способа – внедрение гена светочувствительного белка в заранее отобранные клетки. Там он и продуцирует массово этот самый светочувствительный белок. И теперь клетка становится чувствительной к свету. Если направить луч на определенные нейроны, появляется возможность их «включать» и «выключать», то есть возбуждать или тормозить их активность. 

Все эксперименты, уточним, проводятся на мышах. И чтобы послать свет в заданную точку, как это ни прискорбно, приходится делать дырку в черепе грызунов. Не самый лучший способ доставить луч к нейронам мозга. И сейчас ученые ищут возможность достичь цели с помощью, например, ультразвука или инфракрасного излучения. 

– Вы сказали, направить луч света, а как это делается? 

– Доставка – дело далеко не простое. В роли «почтальона» выступает совершенно безвредный вирус. Несмотря на то, что он очень мал, в него можно «вложить» посылку – ген. Она снабжена «ключиком», который находит именно те клетки, куда надо доставить ген. Встраиваясь в генетический аппарат клетки, он производит в ней светочувствительные белки. Так клетка мозга, сетчатки или сердца становится светочувствительной. 

– С этим ясно, а как происходит лечение? 

– До лечения еще далеко. Пока идет накопление фундаментального знания. Здесь и совершается революция. Наука о работе мозга вышла на новый виток спирали познания: изучения механизмов памяти, зрения, управления движением, механизмов возникновения депрессии, эпилепсии, целого ряда неврологических и психических заболеваний. Единственная область медицины, насколько я знаю, в которой уже идут первые клинические испытания оптогенетики, – офтальмология. Речь идет о попытке возвращения, хотя бы частично, зрения слепым людям. В их сетчатке погибли светочувствительные зрительные клетки, но другие, не светочувствительные, нервные клетки сохранились. В них и «вставляется» наш белок, и они становятся псевдозрительными клетками. Под действием света они способны возбуждаться и посылать сигналы – зрительную информацию – в мозг. Естественно, для этого не нужно ничего сверлить – оптическая система справляется превосходно. Полноценное зрение вернуть вряд ли возможно. Но если слепой человек сумеет отличить свет от тьмы, увидеть, скажем, в комнате стол и стул, а на улице – автомобиль, то, согласитесь, это – победа. И она вполне реальна. Поэтому лечение глазных болезней, как мне думается, будет первым ощутимым и эффективным медицинским достижением оптогенетики. 

– А что кроме зрения? 

– В принципе, с помощью оптогенетики или рождающихся сейчас термогенетики или хемогенетики возможно лечение психиатрических и неврологических болезней: Альцгеймера и Паркинсона, эпилепсии и депрессии – тяжелого и распространенного расстройства. Недаром депрессию называют бичом человечества, и на конференции ее обсуждали. Уже блестящие, на мой взгляд, ведутся эксперименты на трансгенных мышах, страдающих от эпилепсии. При этом заболевании известная группа нервных клеток в определенной области мозга приходит в состояние перевозбуждения. Клетки посылают сигнал мышцам, и у человека начинается припадок. Однако стоит в клетки вставить светочувствительный белок (в экспериментах с мышами это уже делают) и посветить на них, как больные клетки затормаживаются, перестают посылать сигналы мышцам – припадок прекращается. Но это – дело будущего, поскольку не так-то просто доставить свет к больным клеткам внутри мозга. (Не станешь же сверлить больным дырку в голове!) 

– Вернемся к конференции. Какие сообщения показались вам наиболее интересными, значимыми? 

– Блестящую лекцию прочел академик Константин Анохин (Москва). Он рассказал, как с помощью методов оптогенетики его группа изучает проблемы памяти. Ищет ответы на фундаментальные вопросы: как человек запоминает (кодирует информацию) и как вспоминает, – это еще более трудная задача. Разобраться в этом наисложнейшем механизме, понять, как он работает, – одна из острейших проблем нейробиологии. Николай Дыгало (Новосибирск) посвятил свой доклад возможностям лечения депрессии. Известно, какие области мозга повинны в этом тяжелом недуге. Найти способ к ним подобраться, понять механизмы возникновения депрессивных состояний, а затем и их лечения – острейшая проблема. Произвел впечатление доклад молодой исследовательницы Марии Рысаковой (Москва): она изучала свободное поведение животных. В определенные клетки мозга грызунов вставляли светочувствительные белки, и в зависимости от того, давали свет или выключали, крысы становились агрессивными или успокаивались. Выходит, что с помощью света можно управлять поведением животных. Это важно для понимания, что такое агрессия и как из нее выйти. Предмет исследований Валентина Горделий (он возглавляет международную российско-немецко-французскую группу) – поиск новых светочувствительных белков, то есть инструментов оптоген етики. Это новое знание необходимо для решения самых разных задач. Михаил Фирсов (Санкт-Петербург) рассматривал методические подходы к протезированию слепой сетчатки оптогенетическими средствами. Поиском новых методов, замечу, сейчас активно заняты многие лаборатории мира. Очень интересным был в этой связи доклад Алексея Малышева (Москва), описывавшего миниатюрное устройство – минископ. Он крепится на голове свободно двигающейся мыши и позволяет регистрировать работу нейронов мозга. 

– Ваши исследования требуют, наверное, немалых средств: нужны животные, расходные материалы… Вас поддерживают? 

– Поддержка есть, но она носит, я бы сказал, эпизодический характер. Отдельные наши исследователи получают гранты, но их явно недостаточно. Мы очень рассчитываем на государственную федеральную программу по изучению мозга. Ее готовит РАН, а возглавляет подготовку вице-президент академии Владимир Чехонин. Замечу, что подобные программы есть в большинстве развитых стран и успешно там работают. Я вхожу в рабочую группу, и в рамках этой программы мы подготовили предложения по развитию оптогенетики. Так что есть надежда получить финансирование.
У российской оптогенетики сейчас две главные проблемы – производство безвредных вирусов для доставки гена светочувствительного белка в клетки и создание трансгенных животных, моделирующих те или иные заболевания. В мире с ними давно справились. Но купить за рубежом вирусы или трансгенных животных – огромная трудность для нас, даже не столько денежная, сколько бюрократическая. А у нас подобного производства, увы, практически нет. 

– У конференции будет продолжение? 

– Обязательно! Наша следующая встреча должна произойти через два года там же, в Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН (Санкт-Петербург). Признаюсь, когда мы собрались первый раз в 2018 году, в зале были человек сто. В этот раз народу собралось раза в три больше. Видеоконференция прошла, как мне показалось, даже лучше традиционной. Возник эффект присутствия. Никто никуда не спешил, поскольку все сидели дома. Тон конференции – неформальный и дружеский – задал директор института, модератор Михаил Фирсов. Мы подробно обсуждали доклады и лекции, было много вопросов – шла свободная дискуссия. Мы знаем, куда двигаться дальше и что надлежит делать. И в продвижении к цели, замечу, наша страна, хотя и не «впереди планеты всей», но находится на вполне достойном уровне. 

Юрий Дризе 

Похожие новости

  • 24/08/2015

    Химические связи: Ученые объединились для прорыва

    ​Это интервью с членом-корреспондентом РАН Валентином Ананиковым не похоже на все предыдущие: ученый не стал говорить о химических реакциях и веществах, нанокатализаторах, которые получают сотрудники его лаборатории в Институте органической химии им.
    1520
  • 12/10/2018

    Подведены итоги всероссийского студенческого квеста «Экопросвет»

    ​Студенческие команды 44 российских вузов приняли участие во всероссийском квесте «Экопросвет», который направлен на формирование экологической культуры студентов и вовлечение их в работу по экопросвещению среди школьников и студентов.
    813
  • 16/09/2019

    Минобрнауки РФ подвело итоги конкурса по отбору геномных центров мирового уровня

     В рамках нацпроекта «Наука» будут организованы три геномных центра мирового уровня на базе Роспотребнадзора, Курчатовского института и Института молекулярной биологии им. Энгельгардта Российской академии наук.
    1106
  • 08/10/2019

    Экскурсии по уникальным лабораториям, Science-Art шоу ждут участников Фестиваля науки на площадках РНФ

    В рамках Всероссийского фестиваля науки NAUKA 0+ Российский научный фонд проведет онлайн и офлайн экскурсии по лабораториям ведущих организаций России, грантополучатели Фонда расскажут о своих исследованиях в области медицины и изменения климата, а также предложат всем желающим проверить свою научную грамотность.
    1055
  • 05/10/2019

    Определены победительницы конкурса «Для женщин в науке» L'OREAL - UNESCO 2019 года

    ​Победительницами конкурса "Для женщин в науке" L'OREAL - UNESCO 2019 года стали 10 ученых из Москвы, Казани, Новосибирска, Томска и Владивостока. Каждая из них получит стипендию в 500 тыс. рублей, говорится в сообщении на сайте конкурса, опубликованном 4 октября.
    1862
  • 09/11/2017

    Опубликованы итоги конкурса проектов комплексных междисциплинарных фундаментальных научных исследований (Комфи) 2017 года

    На сайте Российского фонда фундаментальных исследований опубликованы итоги конкурса проектов комплексных междисциплинарных фундаментальных научных исследований «Молекулярные основы функционирования живых систем» (Комфи) 2017 года.
    1587
  • 13/05/2020

    РНФ подвел итоги совместного российско-японского конкурса

    ​​В рамках конкурса было поддержано 6 международных коллективов. Конкурс проводился совместно с Министерством сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии - MAFF/AFFRCS во второй раз.  Участие в конкурсном отборе могли принять специалисты всех научных областей, предусмотренных классификатором РНФ.
    529
  • 25/12/2019

    РНФ поддержит 7 проектов, реализуемых совместно с тайваньскими учеными

    ​Российский научный фонд и Министерство науки и технологий Тайваня (MOST) объявили 7 победителей третьего совместного конкурса.  Поддержанные научные исследования будут направлены на решение конкретных задач в рамках следующих приоритетных направлений: высокотехнологичные транспорт и коммуникации; высокотехнологичное здравоохранение и медицина; искусственный интеллект.
    449
  • 08/10/2019

    Итоги конкурса 2019 года на лучшие научные проекты фундаментальных исследований, проводимого совместно РФФИ и Департаментом науки и технологии правительства Индии

    ​Более 40 проектов по математике, физике, химии, биологии, науках о Земле и ряду других направлений, которые будут выполнять российские ученые совместно с индийскими коллегами, получат от Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) гранты до 2 млн рублей в год.
    920
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    3250