12月23日出版的新一期《自然》杂志推出2010年年度回顾专刊，其中以特别专题的形式报道了由其子刊《自然—方法学》（Nature Methods）评选出的2010年度研究方法——光遗传学（optogenetics）。

 

光遗传学是一种通过使用光学技术和遗传技术来实现控制细胞行为的方法，它克服了传统的只用光学手段控制细胞或有机体活动的许多缺点，为神经科学提供了一种变革性的研究手段。

 

光遗传学技术的运用包括四个步骤：

 

第一、找寻合适的光敏蛋白。蛋白可以是具有天然的光敏性，也可以是经过化学修饰而具有光敏性；

 

第二、遗传信息传递。通过转染、病毒转导、转基因动物系的建立等方式将光敏蛋白的遗传信息传递给目标细胞。

 

第三、可控性演示。通过从时间和空间上控制演示光线的特定性，实现对细胞活动的精确演示。

 

第四、读取研究结果。可采用电极通过检测细胞膜内外电压来测量光敏蛋白的荧光效果变化，并可用荧光性生物传感器来检测不同细胞的读出值。最后，通过行为测试来评估调整细胞活动对整个动物的影响。

 

目前，科学家已找到很多可用于控制细胞行为的光敏蛋白并用其发展出具备各种功能的多样性检测工具，为光遗传学的遗传技术部分的实现提供了很好的先决条件。而在光学技术部分，各种光传导技术特别是显微技术的发展，使得对生物研究的演示（不论是其体内还是体外）的控制程度达到了前所未有的水平。两者并驾齐驱，让科学家们利用光遗传学在生命科学领域取得了许多显著的成就。

 

此外，《自然—方法学》还介绍了其他值得关注的几种研究方法，包括锌指核酸酶技术、定向蛋白组学、活细胞内载体技术、单分子结构检测技术、可适性生物成像光学技术等。（科学网 张笑/编译）