光遗传学斩获“小诺贝尔奖”；胡海岚、Yang Dan等受邀主题演讲
今年10月24-25日，2018加拿大盖尔德纳研讨会（ Canada Gairdner Symposia）在多伦多大学举行，大会主题是“Let There Be Light: Optogenetics in Neuroscience and Beyond”。今年盖尔德纳奖国际奖分别授予了基因印记和光遗传学。
加拿大盖尔德纳奖素有“小诺贝尔奖”之称，除了获奖者演讲以外，大会还邀请了6位学者做主题报告，其中包括了两名华人女神经科学家，她们是浙江大学的胡海岚教授和加州大学伯克利分校的Yang Dan（丹扬）教授。
撰稿：Brainnews| Simon
2018 Gairdner
加拿大盖尔德纳奖（Canada Gairdner Award）于1959年由加拿大盖尔德纳基金会创设，旨在奖励全球医学领域有重大发现和贡献的科学家。至今的300多名获奖者中已经有80名后来获得了诺贝尔生理学或医学奖，因此也被称为“小诺贝尔奖”。
今年，盖尔德纳奖国际奖授予了基因印记（获奖者为剑桥大学的Azim Surani和德国马普所的Davor Solter）和光遗传学（获奖者为德国洪堡大学的Peter Hegemann、斯坦福大学的Karl Deisseroth和MIT的Edward S. Boyden）两个领域。
光遗传学是我们非常熟知的神经科学领域的重要技术。自从2005年问世以来，光遗传学发展迅速，它整合了光学、软件控制、基因操作技术、电生理等多种学科。本次获奖的斯坦福大学Karl Deisseroth 教授，我们常常称其为“光遗传学之父”。而另一个获奖者MIT的Edward S. Boyden教授，是Karl Deisseroth在斯坦福大学的学生。他们在光遗传学技术的应用和推广方面，做出了巨大的贡献。
Karl Deisseroth（左）和 Edward S. Boyden（右）
2018年10月28日在pubmed检索“optogenetics”，文章已超过了3000篇。随着光遗传学技术的普及，它的应用范围也越来越广，光遗传学使用的工具也在不断更新换代。例如：
- 2018年2月，日本RIKEN脑科学研究所Thomas J. McHugh、Shuo Chen和新加坡国立大学刘小钢团队合作在《Science》杂志报道了一种基于上转换纳米颗粒(Upconversion Nanoparticles, UCNPs)的深度脑刺激光遗传学[1]。研究人员利用镧系掺杂的上转换纳米颗粒作为光学转换器，将透过组织的近红外光转化为可见光，组织外的近红外不易被散射，而组织内的可见光则可以有效控制离子通道的开关。进一步，通过控制上转换纳米颗粒中的不同镧系掺杂，可以精确调控激发波长，以匹配和活化特定神经元活动，实现精准调控。 这项交叉研究为光遗传学深度脑部刺激打开了新的局面。
- 2018年10月初，来自苏黎世大学的Felix Schlegel等人在《Nature Protocol》上发文[2]，研究如何将BOLD fMRI技术与细胞-特异性病毒传递的GCaMP6（一种遗传编码的钙指示剂，GECI）的光学检测技术相结合。通过在小鼠脑内植入长久性的光纤收集GCaMP6荧光，该荧光在钙结合时增强，则可以在小鼠脑中进行纵向研究。实验结果突出了光遗传法与fMRI技术结合的优点，该实验方法适用于利用合适的荧光指示剂来研究其他分子过程。
- 2018年10月18日， 《Cell》杂志公布了来自霍华德休斯医学院Janelia研究所和其它机构的14名研究人员组成的多学科团队发现的一种新的方法[3]，通过设计视紫红质，将细胞膜中的蛋白质倒置，从而能用作光遗传学的新工具。这种技术可以使可用于光遗传学的蛋白质数量增加一倍，目前新开发的视紫红质蛋白已经在Janelia研究所开展了新的实验，帮助研究人员剖析大脑回路，研究治疗帕金森病的神经科学。
随着光遗传学技术应用的普及，光遗传学技术得诺贝尔奖的呼声在近几年非常高。此次获得加拿大盖尔德纳奖，是对光遗传学技术的再次肯定，相信离诺贝尔奖也不远了。
值得关注的是，本次大会除了2018年的加拿大盖尔德纳奖获得者做报告之外，还邀请了6位学者做主题报告。我们欣喜地看到，这六位学者中，有两位华人女科学家，一位是来自浙江大学的胡海岚教授，另一位是加州大学伯克利分校的Yang Dan教授。另外4位学者分别是1987年诺贝尔生理或医学奖得主利根川进（Tonegawa Susumu）、普林斯顿大学的Jared Toettcher、洛克菲勒大学的Leslie Vosshall、多伦多大学附属儿童医院的Sheena Josselyn。
胡海岚教授的主要研究方向是情感与社会行为的神经生物学，回国10年整，连续发表了一系列高水平的研究成果，受到了国内外同行的广泛关注。2018年春节，背靠背在《Nature》杂志发表了两篇抑郁症相关的机制研究，引起了极大的轰动。本次大会演讲，她分享的内容就是抑郁症相关的研究进展。
加州大学伯克利分校的Yang Dan(丹扬)教授，2018年当选美国国家科学院院士。根据介绍，丹扬本科在北京大学物理系学习，之后在哥伦比亚大学攻读生物学博士学位，其主要研究内容为神经递质分泌以及突触可塑性的分子机制。之后，她在洛克菲勒大学以及哈佛医学院进行博士后研究，主要研究视觉系统的信息编码。目前，研究方向重点在睡眠相关的神经环路，其中就有利用光遗传学进行研究。
加拿大Gairdner 世界大奖委员会选两位华人女神经科学家去多伦多作嘉宾主题演讲并非偶然。相信，以她们为代表的华人女神经科学家军团，已经开始入围国际顶级学术俱乐部。
参考文献：
1. Chen, S., et al., Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle-mediated optogenetics. Science, 2018. 359(6376): p. 679-684.
2. Schlegel F et al., Fiber-optic implant for simultaneous fluorescence-based calcium recordings and BOLD fMRI in mice[J]. Nature protocols, 2018, 13(5): 840.
3. Brown J et al., Expanding the Optogenetics Toolkit by Topological Inversion of Rhodopsins. Cell. 2018 Oct 16. pii: S0092-8674(18)31238-8.
前 文 阅 读
2，优秀！最全的脑科学招聘信息在这里（更新至10月27日）；
Brainnews的脑科学书屋本周推荐：《决策的大脑》
Brainnews脑科学社群添加管理员微信：brainnews_01，申请加入
评论