• Veröffentlicht: 22.06.2015
  • Auf SciViews seit: 18.01.2016
  • Sprache: deutsch
  • Laufzeit:
    0:10:12
Optogenetik

Lichtschalter für das Gehirn

Nervenzellen mit Licht an- und abschalten, das geht mit Hilfe der Optogenetik: ein Video über die überraschenden Einsatzmöglichkeiten von lichtempfindlichen Proteinen.

Vom SciViews-Autor

Auf den ersten Blick nimmt er sich vergleichsweise unspektakulär aus: der lichtempfindliche Membrankanal der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Mit Hilfe dieses so genannten Kanalrhodopsins, das einen Kanal zwischen Innen- und Außenseite der Zellmembran bildet, kann sich die Alge am Licht orientieren. Fällt Licht darauf, verändert sich seine Leitfähigkeit für bestimmte Ionen, die nun zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Zelle hin- und herwandern können.

Doch im Laufe der letzten Jahre ist dem Ionenkanal noch mehr gelungen: Er hat die Neurowissenschaft revolutioniert. Denn auf seiner Funktionsweise basiert die faszinierende Technik der so genannten Optogenetik, mit der sich einzelne Nervenzellen im Gehirn fast nach Belieben aus- und wieder einschalten lassen.

Dieses von der Max-Planck-Gesellschaft in Auftrag gegebene Video stellt die Optogenetik detailreich vor. Mit Hilfe von hübschen Animationen erläutert das unterhaltsam gedrehte Video zunächst, wie die Forscher arbeiten. Mittels Viren schleusen sie den Bauplan für den Ionenkanal in das Erbgut von Nervenzellen ein. Unter dem Einfluss von blauem Licht öffnen diese dann ihre Pforten und gewähren positiv geladenen Ionen Einlass in die Zelle, wodurch diese aktiviert wird. Auf diese Weise können die Wissenschaftler einzelne Zellen kontrolliert ein- und wieder ausschalten und so ihre Funktion untersuchen.

Ein Fokus des Films liegt auf der Arbeit des vielfach ausgezeichneten Biophysikers Ernst Bamberg. Er forscht am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt am Main und ist einer der Entdecker des Ionenkanals. Ihm und anderen Wissenschaftlern schwebt eine Anwendung des Verfahrens auch jenseits der Grundlagenforschung vor: Durch das An- oder Abschalten von Neuronen sollen eines Tages neurologische Störungen beim Menschen behandelbar sein, wie etwa die Epilepsie.

Bamberg selbst untersucht gerade, wie man die Ionenkanäle lichtempfindlicher machen könnte. Denn um in ferner Zukunft Menschen mit der Optogenetik zu therapieren, muss das Licht durch das Hirngewebe hindurch. Dabei kann es aber Schäden an den Zellen hervorrufen.

Doch es gibt noch mindestens eine andere große Hürde, die es vor der optognetischen Behandlung von neurologischen Störungen zu überwinden gilt und die im Film nicht zur Sprache kommt: Nur mittels einer Gentherapie lassen sich die fremden Genabschnitte ins Genom der menschlichen Nervenzellen einschleusen. Die damit verbundenen Risiken gelten bislang als unvertretbar. Von den ethischen Problemen einmal ganz abgesehen.

Fazit: Insgesamt ein unterhaltsamer und lehrreicher Film, der aber leider PR bleibt – zu sehr vermittelt er den Eindruck, dass es allein die Max-Planck-Gesellschaft ist, die der Optogenetik zum Fortschritt verhelfen will, und zu wenig widmet er sich den Problemen, die mit seinem Thema verbunden sind.

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