빛으로 활성화하는 채널 로드프신이라는 물질을 특정 세포군이나 신경경로에 발현시켜, 광조사에 의해 신경의 활동을 제어하는 ​​옵토제네틱스는 뇌기능의 해명에 크게 기여하고, 쥐 등에서의 연구로 활발하다 에 사용된다.그러나 영장류에 있어서의 연구에서는 성공예가 적었고, 안구의 운동 등 한정된 연구에서만 보고가 없었다.

　본 연구자들은 영장류에서 옵토제네틱스를 활용하기 위해 먼저 채널 로드프신을 원숭이의 뇌에서 효율적으로 발현시키는 유전자 도입법을 검토했다.그리고 원숭이에 적합한 아데노-수반 바이러스 벡터를 탐색하고, 대뇌피질운동야 중 손의 운동에 관여하는 영역에 바이러스 벡터를 투여한 바, 주변의 신경세포에 채널 로드프신을 발현시키는 데 성공하였다.

　대뇌피질운동야에서는, 자극을 가하면 자극의 장소에 따른 몸의 부위에 뚜렷한 운동이 생긴다.본 연구자들은 채널 로드프신이 발현하는 신경세포에 광조사를 실시하여 광자극으로 인한 원숭이의 운동을 관찰하였다.그 결과, 광조사는 운동야의 신경세포를 효율적으로 흥분시켜, 눈으로 보고 알 수 있는 손의 운동을 일으키는데 성공했다.또한, 이 운동은 전기 자극에 의해 야기되는 운동과 동일한 정도의 강도인 것으로 밝혀졌다.즉, 광자극은 옛날부터 신경세포를 활성화시키기 위해 사용되어 온 전기자극과 비교해도 손색이 없는 유효한 자극방법인 것이 확인되었다.

　주변의 모든 세포를 활성화시키는 전기 자극에 대해, 광전사는 특정 신경 세포만을 활성화시킬 수 있다는 장점이 있습니다.이번 성과는 영장류를 이용한 뇌연구에서 옵토제네틱스 활용의 문을 여는 것으로, 인간의 질병 치료에의 응용에도 이어질 것으로 기대된다.

논문 정보:【Nature Communications】Forelimb movements evoked by optogenetic stimulation of the macaque motor cortex