Нобелевская премия по медицине 2026 года и управление нейронами с помощью света
Карл Дейссерот, Петер Хегеман и Георг Нагель стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии /медицине /2026 года за открытия, связанные со светочувствительными ионными каналами и развитием оптогенетики. Объявление о присуждении премии состоялось 5 октября в Стокгольме. В основе этих достижений лежит вопрос, который поначалу казался лишь любопытной лабораторной загадкой: как крошечная одноклеточная водоросль ориентируется на солнечный свет и плывёт в его направлении?
Всё началось с водоросли
Хегеман изучал одноклеточную водоросль хламидомонаду и её глазок (светочувствительное оранжевое пятнышко), где и обнаружил канальные родопсины. Вместе с Нагелем в Институте биофизики Макса Планка во Франкфурте он ввёл гены водоросли в яйцеклетки лягушки и в клетки почки человека. Так им удалось доказать, что этот белок представляет собой ионный канал, управляемый светом: под действием синего света он открывался за 0,2 миллисекунды. Работы Нагеля были опубликованы в журналах Science (2002) и PNAS (2003).
От водоросли к мозгу мыши
Третий лауреат сделал шаг к нейронам. Дейссерот ввёл ген канального родопсина в нейроны крысы и убедился, что синий свет запускает нервные сигналы. Затем он применил метод на живых мышах: можно было вызывать движения их усов или будить животных во сне. Название «оптогенетика» появилось в 2006 году.
Дейссерот резюмирует так: можно включать и выключать отдельные клетки или связи между областями мозга с точностью до миллисекунд, пока животное ведёт себя свободно. В этом отличие от магнитно-резонансной томографии, которая показывает корреляции, и от классической электрической стимуляции, которая воздействует на все клетки вблизи электрода. Оптогенетика позволяет проверять причинно-следственные связи.
Что удалось узнать с помощью этого
Сегодня метод используется главным образом как исследовательский инструмент для картирования нейронных цепей страха, тревоги, вознаграждения, боли, жажды и агрессивности. Его применяют и при изучении депрессии, шизофрении, болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и эпилепсии.
Известный пример связан с памятью. В 2012 году группа из Массачусетского технологического института (MIT) с помощью света вновь активировала нейроны гиппокампа, которые были задействованы при формировании условного рефлекса страха, и мыши демонстрировали замирание в другой обстановке. Важно уточнить, кому принадлежит работа: статью подписали Сюй Лю, Стив Рамирес и Судзуму Тонегава, а Дейссерот был соавтором.
Клинический рубеж: надежда с оговорками
Самое продвинутое применение у человека связано со слепотой при пигментном ретините. В 2021 году в журнале Nature Medicine группа под руководством Жозе-Алена Сахеля и Ботонда Роски лечила слепого пациента: ему ввели вирусный вектор с геном ChrimsonR и выдали очки, которые проецируют на сетчатку импульсы света. С леченым глазом и очками пациент смог воспринимать предметы, определять их положение, считать и касаться их. Первые признаки улучшения появились через семь месяцев после начала зрительных тренировок.
Это веха, но не излечение. Пациент был один, и сам Сахель предупредил, что до того, как терапию можно будет предлагать больным, пройдёт время.
Те, кто остался за бортом
Поскольку регламент не допускает более трёх лауреатов в одной категории, список неизбежно оставляет кого-то в стороне. Статью 2005 года, в которой нейроны были активированы с помощью канального родопсина-2, подписали Эдвард Бойден (первый автор), а также Фэн Чжан и Эрнст Бамберг (соавторы). Геро Мизенбёк из Оксфорда ещё раньше заставил нейроны срабатывать от света с помощью другой системы. В соцсетях многие комментаторы отметили отсутствие Бойдена, который не ответил на просьбы о комментарии. Комитет упомянул Мизенбёка и Чжо-Хуа Пана в справочных материалах. Все они уже ранее разделяли награды с нынешними лауреатами, например премию Brain Prize 2013 года.
Знания, которыми делятся
Среди многочисленных похвал особенно выделяется одна. Нейробиолог Руй Кошта, президент Института Аллена, отмечает, что Дейссерот взял на себя обязательство широко и безвозмездно распространять разработанные им инструменты и реагенты. По его словам, это оказалось не менее значимым для развития науки, чем сами открытия учёного.
У этого белка есть «родственники», которые изучают в России. Научно-исследовательский центр молекулярных механизмов старения МФТИ уже много лет анализирует структуру микробных родопсинов. В 2024 году международная группа с участием специалистов МФТИ с помощью света заставила двигаться хвосты головастиков, используя вирусный родопсин.
Что в итоге
Трое лауреатов поделят премию поровну: 12 миллионов крон (около 1,2 миллиона долларов). Церемония вручения пройдёт в Стокгольме 10 декабря. К тому времени история останется прежней: любопытный вопрос о водоросли в итоге подарил нейронауке выключатель для мозга.
