2026年のノーベル生理学・医学賞は光遺伝学の創始者3人に授与される

要約:

2026 年のノーベル生理学・医学賞は、「

光制御イオン チャネルと光遺伝学の発見

3 人の共同研究により、現代の神経科学の中核技術である光遺伝学の基礎が築かれました。これにより、研究者は光を使って生きた動物の脳内の特定の神経細胞を正確に制御できるようになり、これらのニューロンが記憶、気分、行動、身体機能にどのような影響を与えるかを直接観察できるようになります。

このテクノロジーは、神経科学における長年の中心的なパズルを解決します。これまで、研究者らは、特定の行動が起こったときに脳の特定の領域が活動しているかどうかを観察することはできましたが、この活動が行動の直接の原因であるかどうかをさらに証明することは困難でした。光遺伝学はこれを変えます。研究者は特定の神経細胞を積極的にオンまたはオフにし、それに応じて動物の行動が変化するかどうかを観察し、相関研究から因果関係の検証に移行します。

すべての画期的な進歩は、もともと単細胞の緑藻から来ました。ピーター・ヘーゲマンは、なぜクラミドモナスが光源に向かって泳ぐことができるのかを長年研究してきました。 2000 年代初頭に、彼とゲオルグ・ナーゲルは、藻類チャネルロドプシンの細胞膜上に位置する特殊なタンパク質を発見しました。このタンパク質には重要な特性があります。青色光で照らされると、タンパク質内のイオンチャネルが開き、荷電イオンが細胞内に流れ込み、電気信号が生成されるようになります。さらに重要なのは、このタンパク質を他の細胞に入れても、もともと光感受性ではなかったこれらの細胞が光応答性になる可能性があることを二人は発見した。

このステップは、光遺伝学の中核となる「スイッチ」を提供します。

この分子ツールを実際に神経科学に持ち込んだのはカール・ダイセロートでした。ダイセロートは、チャネルロドプシンをコードする遺伝子をラットの神経細胞に導入しました。 2005 年、彼はこれらの細胞に青い光を当てるだけで神経信号を引き起こすことができることを示しました。 2 年後、この方法は生きたマウスの脳にさらに実装されました。研究者は光を使って生きている動物の特定のニューロンを直接制御し、対応する行動がどのように変化するかを観察できるようになります。

光で神経信号を制御するこの方法は、「光遺伝学」として知られるようになりました。それはすぐに神経科学における最も重要な実験ツールの 1 つになりました。研究者らは、光遺伝学を利用して、特定の記憶、感情、行動を制御する神経回路を特定し、これらの回路が神経障害や精神障害にどのように関連しているかをさらに研究することができた。

ノーベル委員会は、

この技術により、研究者はこれまで想像できなかった方法で脳機能をマッピングできると考えています

光遺伝学の重要性は基礎研究に限定されません。臨床医学でも、研究者らは同様の原理を利用して、一部の視覚障害のある患者の視覚機能を回復しようと試みてきました。関連研究では、網膜細胞に新しい光感受性能力を与えることで、損傷した自然の光受容体システムを回避することが期待されています。

したがって、3 人の受賞者は実際に完全な技術チェーンを完成させました。

ヘーゲマンとネーゲルは、光によって直接開くことができるイオン チャネルを発見しました。一方、ダイセロートは、藻類に自然に存在するこの分子機構を神経細胞を制御するツールに変換しました。

ノーベル委員会は、光遺伝学が人間の脳の研究方法を根本的に変え、記憶、感情、行動の背後にある神経機構を理解するための新しい実験基盤を確立したと考えています。

カール・ダイセロートは 1971 年生まれで、現在はハワード・ヒューズ医学研究所とスタンフォード大学で働いています。 Peter Hegemann は 1954 年生まれで、現在はベルリンのフンボルト大学で神経科学のハーティ上級教授を務めています。ゲオルク・ナーゲルは 1953 年生まれで、現在ヴュルツブルク大学の分子植物生理学教授です。