• 생명과학회지
• /
• 제25권8호
• /
• pp.953-959
• /
• 2015

광유전학은 생체 조직 및 세포에서 유전공학적으로 발현된 광민감성 단백질을 이용하여 목표로 하는 분자/세포 활동을 조절하기 위한 광학 및 분자적 전략들의 조합이다. 광유전학은 빛을 이용하여 신경세포의 발화 여부를 결정하는 세포막 채널을 빨리 열고 닫는 방법을 포함한다. 이 기술은 녹조류의 광민감성 단백질들을 특정 뇌세포에 넣는데서 시작되었다. 이렇게 하면 세포들은 파랑이나 노락색의 펄스로 켜지거나 꺼질 수 있다. 빨리 개폐되는 광민감성 양이온 채널인 자연계에 존재하는 조류 단백질인 channelrhodopsin-2 (ChR2)를 이용하여 활동전위의 숫자와 빈번도를 조절할 수 있다. ChR2는 다른 세포들은 영향을 주지 않으면서 한 유형의 신경세포만 조작할 수 있는 길을 제시하는데, 이는 전례가 없는 특이성이다. 이 기술은 빛을 이용하여 단일 발화와 시냅스 사건 수준에서 신경신호전달을 변경시킬 수 있도록 하여 신경과학자와 의생명공학자들에게 널리 적용될 수 있는 도구를 제공한다. 녹조류와 레이저, 유전자 치료, 광섬유의 희한한 조합은 이전에 결코 불가능했던 정밀도로 뇌 속 깊은 곳의 신경 회로 지도를 그릴 수 있도록 해주었다. 이것은 우울증, 불안, 정신분열, 중독, 수면병, 그리고 자폐증 같은 질환의 원인을 밝히는데 도움을 줄 것이다. 광유전학은 파킨슨병, 강박장애, 그리고 전기 펄스가 있는 다른 질환들을 치료하는데 사용되는 기존 이식 도구들을 개선시킬 수 있다. 광유전학 장치는 상기 장치들이 할 수 있는 것보다 더 많이 뇌세포의 특정 세포들을 대상으로 할 수 있다. 신경세포 이외의 일반 세포들에도 광유전학 도구들을 적용하는 연구들이 증가하고 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1509-1510
• /
• 2013

• Journal of Korean Neurosurgical Society
• /
• 제66권2호
• /
• pp.121-132
• /
• 2023

Objective : The parafascicular nucleus (PF) plays important roles in controlling the basal ganglia. It is not well known whether the PF affects the development of abnormal involuntary movements (AIMs). This study was aimed to find a role of the PF in development of AIMs using optogenetic methods in an animal model. Methods : Fourteen rats were underwent stereotactic operation, in which they were injected with an adeno-associated virus with channelrhodopsin (AAV2-hSyn-ChR2-mCherry) to the lateral one third of the PF. Behavior test was performed with and without optical stimulation 14 days after the injection of the virus. AIM of rat was examined using AIM score. After the behavior test, rat's brain was carefully extracted and the section was examined using a fluorescence microscope to confirm transfection of the PF. Results : Of the 14 rats, seven rats displayed evident involuntary abnormal movements. AIM scores were increased significantly after the stimulation compared to those at baseline. In rats with AIMs, mCherry expression was prominent in the PF, while the rats without AIM lacked with the mCherry expression. Conclusion : AIMs could be reversibly induced by stimulating the PF through an optogenetic method.