PNAS推翻長期的光遺傳學觀念

　　最近，意大利的研究人員采用一種新的光遺傳學方法，推翻了長期持有的模式——光如何被轉換為眼睛中的電子信號。相關研究結果發表在最近的《PNAS》雜志。

　　我們感知視覺世界的能力，依賴于光感受器中的細胞把光轉換成電信號。視桿細胞光感受器的外節堆滿了數以千計的脂質膜盤——內含有吸收光子的分子，它能夠觸發信號級聯反應，從而改變細胞的電活動。這個過程，稱為光傳導，被認為已得以很好的理解，但是實驗觀測和模型之間還存在一些差異。延伸閱讀：諾獎得主Cell子刊解析全新感光機制 。

　　使用特殊的錐形光導纖維（TOFs），將高度束縛的光點傳遞給桿狀細胞光感受器，研究人員發現，外節包含非均質的間隔，與大多數模型（被假設是均質性的）形成對比。事實上，與在基部相比，在外節頂端的轉導效率要低5至10倍。

　　本文資深作者、意大利的里雅斯特國際先進研究學院的Vincent Torre 說：“光傳導研究已經有幾十年了，一個普遍的觀念是——桿狀細胞對光刺激的電反應已經得以充分的理解，但很少被發現和描述。我們的研究很重要，因為它揭示了光傳導的新特性。”

　　使用市售的無孔徑TOFs，研究人員將光傳遞到取自青蛙視網膜的桿狀細胞，同時記錄細胞的反應。隨著TOF從一個細胞的基部轉移到頂端，響應的幅值逐漸下降。通過揭示沿外節的一個梯度，該研究可以解釋一個生物過程，隨著舊膜盤不斷在頂端脫落，新膜盤通過這個過程繼續在基部產生。研究結果表明，膜盤脫落是有益的。

　　將來，無孔徑TOFs可用于光遺傳學，用于激活神經元特定區域的光敏離子通道。通過激活數量非常有限的感光受體與蛋白，TOFs可讓研究人員以前所未有的精度，調查這些分子的作用。Torre說：“用于獲得高度約束性光點的技術，可以用在其他一些研究和應用中。這些TOFs對于單分子激活的研究，將是非常有用的。這將是我們的下一個科學步驟。”