Nobelpriset i medicin till optogenetikens banbrytare

Under måndagsförmiddagen meddelade Nobelförsamlingen vid Karolinska Institutet att årets Nobelpris i fysiologi eller medicin går till amerikanen Karl Deisseroth samt tyskarna Peter Hegemann och Georg Nagel. Pristagarna delar på prissumman om 12 miljoner kronor för forskning som har gett forskarvärlden verktyg att styra enskilda nervcellers aktivitet med ljus.

Men hur fungerar egentligen tekniken bakom upptäckten? Utgångspunkten var en grundforskningsfråga om hur den encelliga grönalgen Chlamydomonas kan uppfatta ljus och simma mot det. I början av 2000-talet upptäckte Peter Hegemann och Georg Nagel ett specifikt protein på algens yta, benämnt kanalrodopsin (channelrhodopsin). Proteinet fungerar som en jonkanal: när det belyses med blått ljus öppnas en por i cellmembranet så att joner kan strömma igenom. Karl Deisseroth lyckades därefter överföra det ljuskänsliga proteinet till nervceller, vilket i praktiken skapade en optisk strömbrytare som kan slås på och av med ljusblixtar.

Metoden, som kallas optogenetik, har löst ett mångårigt metodproblem inom hjärnforskningen. Tidigare kunde forskare observera samband mellan hjärnområden och olika beteenden, men det saknades precisa sätt att fastställa orsak och verkan. Genom att selektivt aktivera eller stänga av enskilda nervbanor i en levande hjärna används optogenetik i dag i laboratorier över hela världen för att kartlägga hur minnen, känslor och beteenden styrs.