然后,被激活的视神经细胞将信号通过视神经传到大脑,信息被处理后形成视觉 。
该项目中,这位已经失明40年的男性在经过治疗后能看到人行斑马线,而且能伸手准确拿到桌子上的笔记本或者玻璃杯 。此时,通过脑电图对该患者实验过程中的大脑活动过程进行分析,发现视觉相关的大脑部位被激活了 。
图片来源Nature Medicine
虽然这项技术目前还不能让患者痊愈,但部分视力的恢复也足够令人感到难以置信,这对因病(例如色素性视网膜炎等疾病)致盲的患者来说就是重获光明的希望 。
生命的馈赠——绿藻的光敏蛋白
在上述技术中,有个非常关键的元件,那就是能让细胞表达出光敏蛋白进而重建光感受器的光敏感基因 。这个关键的基因并不是人本身就有的,而是由一种绿藻提供的 。
这里用到的绿藻是一种名为莱茵衣藻(Chlamydomonas)的单细胞植物 。这种单细胞植物含有叶绿体,并能在水下捕获光能进行光合作用,在其叶绿体上存在一种光敏感蛋白,即紫红质通道蛋白2(ChR2) 。
图片来源见水印
ChR2属于光敏离子通道蛋白,能独立的直接将光信号转化为电信号,最初从绿藻中分离得到,而后成为了研究神经元功能的重要工具 。
2006年,科学家首次将ChR2表达在色素性视网膜炎小鼠的视网膜上,使失去光感的视网膜重新感光,成功重建了小鼠的部分视功能 。
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在上述尝试恢复人的视力的实验中,利用腺病毒转入患者体内的也是ChR2基因 。
这里有人可能会问,既然需要恢复人的光感受器,为何不给患者转入调控人光敏蛋白合成的基因,而转入ChR2呢?这是因为人光敏蛋白的表达由多种基因共同调控,非常复杂,要为患者转入人的基因,则这些调控基因必须同时转入并全部成功表达,这太难了!
图片来源www.thehour.cn
因此,科学家就想到了ChR2基因,它可以单独调控光敏蛋白的合成,而且表达出的ChR2这种光敏离子通道蛋白可以独立的将光信号转换为电信号 。
正是绿藻中获得的ChR2这种光敏蛋白基因在人细胞中的成功表达,使患者的光感受器重建,才使患者有了重获视力的可能 。
如果有一天,失明患者能重新看见旭日、朝霞、高山、河流……这可能是绿藻和无数科学家共同创造的奇迹 。
【假如给了我三天光明 假如给我三天光明】
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