Оптогенетические методы и технологии в решении прикладных медицинских задач

Abstract

Оптогенетика - инновационное и быстро развивающиеся научное направление, объединяющее достижения молекулярной биологии и лазерных технологий для решения вопросов мониторинга различных биохимических процессов в клетке и контроля ее активности с помощью света. Данный обзор посвящен вопросам реализации и применения оптогенетического подхода для диагностики и лечения различных социально значимых заболеваний на молекулярно-генетическом уровне. Описаны различные способы доставки и встраивания генетических конструкций, кодирующих трансмембранные белки. Рассматриваются новые оптоволоконные технологии, используемые для исполнения имплантируемых устройств генерации и фиксирования сигналов в возбудимых тканях. Приводится анализ современных, наиболее используемых способов регистрации показателей эксперимента, указываются ключевые преимущества и недостатки различных методик.

Optogenetics is an innovative and fast-growing field of science combining the advances in molecular biology and laser technologies to monitor various biochemical processes in the cell and to control its activity using light. Therefore, this review is devoted to the implementation of the optogenetic approach to diagnosis and treatment of various socially sensitive diseases at the molecular and genetic level. Furthermore, the article considers different methods of delivery and incorporation of genetic constructs encoding transmembrane proteins. New fiber optic technologies used to develop implantable devices for generating and recording signals in excitable tissues are described. Besides, the most state-of-the-art and popular registration methods are considered in the review.