در مقایسه با نور آبی که در رویکردهای فعلی مورد استفاده قرار میگیرد، نور قرمز مزایای عمدهای دارد؛ این مزایا در کاربردهای نور قرمز در سیستمهای مدل برای بیماریها آشکار شدهاند. نور قرمز قادر به نفوذ به بافتهای عمقی است و میتواند بدون عمل جراحی و بصورت غیرتهاجمی مورد استفاده قرار بگیرد؛ نور قرمز، سمیت بسیار اندکی برای بافتهای انسانی و حیوانی داشته و هیچ تاثیری بر پروتئینهای فلئورسنت ندارد. پروتئینهای فلوئورسنت، که معمولا در آزمایشگاههای تحقیقاتی کاربردهای فراوانی دارد، توسط نور آبی فعال میشود. با اینکه نور قرمز مزیتهای بسیاری نسبت به نور آبی دارد، تاکنون ابزارهای اپتوژنتیک اندکی بر پایه نور قرمز ایجاد شدهاست.
بمنظور انتخاب یک پروتئین حساس به نور، پروفسور هارالد یانوواک و تیم تحقیق وی یک گیرندهی نور که توسط نور قرمز فعال میشود، برگزیدند. این گیرنده نور در سیانوباکتری Synechocystos، که برای اولین در سال ۱۹۶۸ معرفی شد، یافت شدهاست. در این مطالعه، آنها گیرنده را تغییر داده و به یک گیرنده (در بدن جاندار) پستاندار متصل کردند. این گیرنده بعنوان عامل مهمی در بیماریهایی همچون سرطان، آلزایمر، پارکینسون و دیابت شناخته شدهاست. سپس آنها موفق به نشان دادن این مورد شدند که فعالسازی گیرنده متصلشده توسط نور قرمز، میتواند یک مسیر پیام رسانی را فعال کند؛ این مسیر پیام رسانی نقشی کلیدی در تقسیم سلولی ایفا میکند.
بعنوان یک قانون، تقسیم سلولی توسط موادی باصطلاح فاکتورهای رشد فعال میشود. آنها دلیل این مورد هستند که چرا دو گیرنده که تحت فرآیند اتصال بهم و فعالسازی قرار میگیرند، آغاز تقسیم سلولی را نمایان میکنند. محققان با استفاده از نور قرمز و ترکیب گیرندهها توانستند فرآیند اتصال بهم و فعال سازی را (در این گیرندهها) القا کنند. درضمن، آنها نشان دادند که گیرندهی متصل شده میتواند حتی در میان بافتی که سلولهای آن در مطالعه دیابت استفاده میشوند، فعال شود.
هارالد یانوواک و دستیارش، اوا ریچارت، پیشرفتهای عظیمی را در مطالعات آینده پیشبینی میکنند: “گیرندههای خاص، کمتر فعال هستند یا در بیماریهایی همچون آلزایمر، پارکینسون و دیابت تعداد محدودی دارند. در آینده، دانشمندان ممکن است رویکردی بر پایه ژن تراپی ایجاد کنند که مسیرهای پیام رسانی طبیعی را با استفاده از گیرندههای متصل شده بدون استفاده از عمل جراحی بازیابی کند.
مقاله مرتبط: ابزار اپتوژنتیک جدید برای کنترل پیام رسانی عصبی توسط نور آبی