Tech / Nauka
Tomasz Wiśniewski
Redaktor technologiczny. Interesuje się sztuczną inteligencją, startupami i nowymi mediami, a także odkryciami naukowymi. Wielbiciel science fiction i gier planszowych.
Chlamydomonas to jednokomórkowa alga, która pływa w kierunku światła. Ten drobny organizm stał się punktem wyjścia badań, za które w tym miesiącu przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny.
Alga porusza się dzięki białku czułemu na światło, zwanemu kanałorydopsyną. Jest ono zaskakująco podobne do rodopsyny obecnej w naszych oczach. Kiedy kanałorydopsyna wychwyci światło, do wnętrza komórki z zewnątrz wpadają naładowane elektrycznie jony. To uruchamia sygnał elektryczny, który powstaje niezwykle szybko i każe komórce ruszyć za pomocą rzęsek, czyli ruchliwych wypustek.
Ten mechanizm okazał się kluczem do badań nad mózgiem. W doświadczeniach gen kanałorydopsyny z Chlamydomonas przenoszono do żywych komórek mózgu zwierząt. Potem za pomocą błysków światła włączano lub wyłączano pojedyncze neurony. W praktyce wygląda to tak, że badacze kierują światło na wybrane komórki i patrzą, jak zmienia się zachowanie zwierzęcia.
Ta zamiana obserwacji w eksperyment jest sednem metody. Zamiast zgadywać, który fragment mózgu odpowiada za dane zachowanie, badacze mogą go włączyć i sprawdzić efekt. Pojedyncze komórki przestają być anonimową masą, a stają się elementami układu, który można badać po kolei.
Dzięki temu naukowcy wskazali dokładne obwody w mózgu, które kontrolują zachowanie, uczucia, wspomnienia, ruchy, czuwanie i sen oraz inne funkcje organizmu. Metoda pozwalała nawet włączyć zachowanie, w którym myszy zbierają swoje młode do gniazda i się nimi opiekują.
Z perspektywy biologii to niewielka rzecz. Jedna komórka, kilka rzęsek i białko, które reaguje na światło. Z perspektywy medycyny znaczy to jednak więcej, bo pokazuje, że pracę ludzkiego mózgu można badać na poziomie pojedynczych neuronów, a nie tylko całych struktur.
Za te prace trzech naukowców otrzymało Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Technika zapoczątkowana badaniami nad algą jest dziś wykorzystywana w badaniach zaburzeń takich jak depresja, lęk i choroba Parkinsona. Trwają też próby częściowego przywrócenia wzroku u osób z chorobami siatkówki.
Badania nad Chlamydomonas przez lata wyglądały na dość egzotyczne. Okazało się jednak, że jej światłoczułe białko działa również w komórkach zwierzęcych, co otworzyło drogę do zupełnie nowych eksperymentów.
Trudno o lepszy przykład na to, że badania podstawowe potrafią zmienić medycynę. Alga, która po prostu płynie w stronę światła, dostarczyła narzędzia do badania ludzkiego mózgu. Wystarczyła jedna komórka i jedno białko, by otworzyć nowy rozdział w neurobiologii.