พันธุศาสตร์เชิงแสง

การประยุกต์ใช้พันธุศาสตร์เชิงแสงโดยหลักแบ่งเป็น 3 ขั้นตอนคือ
(1) การระบุหรือการสังเคราะห์โปรตีนไวแสง (อ็อปซิน) ชนิดหนึ่ง เช่น Channelrhodopsin-2 (ChR2), Halorhodopsin (NpHR) เป็นต้น
(2) การออกแบบระบบเพื่อใส่สารพันธุกรรมที่มีอ็อปซินเข้าไปในเซลล์เพื่อให้โปรตีนได้การแสดงออก เช่น Cre-Recombinase หรือ Adeno-Associated-Virus 
(3) การใช้อุปกรณ์ที่ส่องแสงไฟเพื่อควบคุมการทำงานของเซลล์และ/หรือการใช้ตัวรับรู้ในการบันทึกการทำงานของเซลล์
พันธุศาสตร์เชิงแสงFunction: combining form 
Etymology: Greek optos, verbal of opsesthai 
1 : vision <optometry> 
2 : optic and <optoelectronics> 
()
เป็นเทคนิคทางชีววิทยาซึ่งใช้แสงเพื่อควบคุมเซลล์ในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่โดยเฉพาะนิวรอน โดยจะเป็นเซลล์ที่ได้ดัดแปลงพันธุกรรมให้แสดงออกช่องไอออนที่ไวแสง
เป็นวิธีปรับเปลี่ยนระบบประสาทในประสาทวิทยาศาสตร์
ที่ผสมเทคนิคต่าง ๆ จากทัศนศาสตร์ และพันธุศาสตร์ เพื่อควบคุมและเฝ้าสังเกตการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ภายในเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิตอยู่ (in vivo)
แม้กระทั่งภายในสัตว์ที่เคลื่อนไวได้ และเพื่อวัดผลที่ได้จากการควบคุมปรับเปลี่ยนในเวลาจริง 
ตัวทำปฏิกิริยาสำคัญที่ใช้ในศาสตร์นี้ก็คือโปรตีนไวแสง
เพราะการควบคุมเซลล์ประสาทจะทำด้วยตัวกัมมันต์ (optogenetic actuators) เช่น channelrhodopsin, halorhodopsin, และ microbial rhodopsin
ในขณะที่การบันทึกแสงเนื่องจากการทำงานของเซลล์จะทำด้วยตัวรับรู้ (optogenetic sensors) ที่ใช้กับ calcium (GCaMP) กับการปล่อยสารสื่อประสาทจากถุงเล็ก (synapto-pHluorin) กับสารสื่อประสาท (GluSnFRs) หรือกับความต่างศักย์ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์ (Arc Lightning, ASAP1)
โดยการควบคุมและการบันทึกข้อมูลจะจำกัดอยู่ที่เซลล์ประสาทซึ่งดัดแปลงพันธุกรรม และจะจำกัดที่และเวลาโดยเฉพาะเพราะต้องอาศัยแสง

เชิงอรรถและอ้างอิง

 แหล่งข้อมูลอื่น 
Optogenetics Resource Center, maintained by the Deisseroth lab.
Synthetic Neurobiology Group, MIT, the portal of the Boyden lab.
OpenOptogenetics.org, an optogenetics wiki, and its [ companion blog.
Molecular Neurogenetics and Optophysiology Laboratory,"Optogenetic activation and silencing recordings of individual prefrontal cortical neurons in vivo and in vitro.
Sohal lab portal 
Nurmikko lab portal 
Lab of Dr. Zhuo-Hua Pan 
Optophysiology at the Tyler lab 
Video: Ed Boyden on Optogenetics -- selective brain stimulation with light (SPIE Newsroom, April 2011)
หมวดหมู่:ประสาทวิทยาศาสตร์
หมวดหมู่:เทคนิคจุลชีววิทยา
หมวดหมู่:เทคนิคทางวิทยาศาสตร์
หมวดหมู่:ไซเบอร์เนติกส์
หมวดหมู่:ทฤษฎีระบบควบคุม
หมวดหมู่:การประสานสมอง-คอมพิวเตอร์
หมวดหมู่:อุปกรณ์ทางประสาท
หมวดหมู่:อุปกรณ์บันทึกข้อมูล
หมวดหมู่:อุปกรณ์วิทยาศาสตร์
หมวดหมู่:อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ
หมวดหมู่:วิศวกรรมชีวภาพ