Нобелевскую премию по медицине в 2026 году дали за исследование  управления активностью клеток с помощью света. Метод называется оптогенетика, и с его помощью уже лечат сетчатку глаза – внедряют в ее уцелевшие клетки новый светочувствительный белок и таким образом частично возвращают сетчатке способность реагировать на свет. О том, кто стал счастливым обладателем Nobel prize-2026, какую роль сыграли в этом открытии советские биофизики, и каких высот достигли медики благодаря их работам,  – в материале «МК».

Фото: AP

Итак, Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена в этом году американскому нейробиологу и психиатру Карлу Дейссероту, а также двум немецким биофизикам Петеру Хегеманну из Берлинского университета имени Гумбольдта, и Георгу Нагелю из Вюрцбургского университета в Германии. Согласно формулировке Нобелевского комитета, они получили награду за «ключевую роль в изучении светочувствительных белков и развитии оптогенетики». Хегеманн и Нагель «открыли белок каналородопсин в одноклеточной водоросли», а Дейссерот «превратил его в управляемый светом переключатель для нервных клеток». 

 Нейробиологам давно хотелось научиться стимулировать нейроны, воздействовать, к примеру, на два, рядом расположенные, и наблюдать, чем будет отличаться реакция. Начинали они с того, что втыкали улитке или мыши электрод прямо в нейрон и стимулировали его, подавая через него ток. Но пришло время, и появился более гуманный, неинвазивный метод воздействия на нейрон светом, то есть оптогенетика. 

Справка «МК». Оптогенетика – это способ управления активностью определенных клеток организма с помощью света. В клетки, которые хотят активизировать или, наоборот, «выключить», внедряют гены белков фоточувствительных организмов, реагирующие на свет определенной длины волны. Переключателем их активности является световой импульс. 

В Нобелевском комитете представили открытие оптогенетики так, как будто все началось с любопытства Петера Хегеманна. Он, якобы, удивился тому, как хламидомонада, одноклеточная водоросль, двигалась к источнику света. Затем в начале 2000-х годов к Хегеманну присоединился Нагель, и уже вместе они открыли каналородопсин – белок, который наделял любые клетки чувствительностью к свету.

Однако, по словам нейробиолога, директора Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России Всеволода Белоусова, история оптогенетики начала развиваться гораздо раньше, чем Хегманн проявил свое «любопытство» к водоросли. 

По словам российского специалиста, до немецких ученых, еще в 70-е годы прошлого века этой проблемой интересовался исследователь Олег Александрович Синещёков из МГУ им. Ломоносова, на которого, кстати, Хегманн и Нагель ссылались в своей исторической статье про открытие белков-каналородопсинов и оптогенетику, называя советского ученого одним из предшественников этого открытия.

– Синещёков, который работал на кафедре биофизики в университете, изучал фототаксис водорослей, то есть, их двигательную реакцию в зависимости от направления источника света, – поясняет Всеволод Белоусов. – Он и его коллеги первыми задались вопросом, почему водоросли плывут на свет или, наоборот, избегают его, и предположили, что этим механизмом мог бы быть светоуправляемый электрический рецептор. Они действительно впервые зарегистрировали электрический сигнал в ответ на освещение водоросли. Фактически Синещёков впервые описал принцип работы таких белков. Его работы и привели к тому что сегодняшние лауреаты получили Нобелевскую премию. Хегманн и Нагель, отталкиваясь от открытого Синещёковым факта, что электричество есть ответ на освещение, начали искать ответственные за это рецепторы и нашли каналородопсин и его родственников. 

Где применяют методы оптогенетики

Пока, по словам Всеволода Белоусова, оптогенетика применяется только для фотопротезирования сетчатки глаза, – аналоги каналородопсина заражают в ней уцелевшие нейроны, которые стали не светочувствительными, возвращая им способность реагировать на световые волны. В России фотопротезированием сетчатки занимается академик Михаил Островский, правда пока на доклинической стадии, –  в работе применяется множество вариантов белков. 

– А что же будет дальше? 

– К сожалению, за пределами глаза, у человека возникает проблема с иммунной системой, – говорит мой собеседник. –  Она просто уничтожает эти чужеродные белки. 

– Какой же выход? 

— В свое время наша группа ученых, вдохновившись оптогенетикой, начала работать не со светочувствительными, а с термочувствительными ионными каналами, потому что они есть и у человека. Сейчас наше направление термогенетику мы довели до состояния доклинических исследований и хотим превратить его в такой инструмент, о котором мечтали на первых порах представители направления оптогенетики. Иммунная система уже не атакует терморецепторы, и с их помощью мы можем активировать нейроны, тормозить их работу, и показали это в экспериментах на мышах. Мало того, мы уже начали моделировать на экспериментальных животных определенные заболевания, такие, как фармакорезистентная эпилепсия, чтобы при помощи термочувствительных белков в будущем начать лечить их у человека. Получается, что наша работа – это «дочка» сегодняшнего открытия, за которое дали Нобелевскую премию, и открытия рецепторов температуры у живых существ, Нобель за которое был дан в 2021 году. 

Между тем, биофизик Олег Синещёков, благодаря которому была открыта оптогенетика, почему-то оказался обойденным Нобелевским комитетом… Мы уточнили, он живет и работает в США, в Хьюстоне. «Увы, выбор лауреатов Нобелевским комитетом это всегда сложная кухня», – поясняют в таких случаях ученые. Но, по-моему, вряд ли эту кухню можно отнести к кухне, независимой от политической конъюнктуры.