Optogenetik - Durch Lichtsignale Zellen steuern

Neue Forschungs-, Anwendungs- und Geschäftsfelder

Wie mit einem Lichtschalter Zellen aktivieren und deaktivieren? Die noch relativ junge Forschungsdisziplin Optogenetik, eine Verbindung von optischen Technologien und Life Science, hat das Potenzial viele Forschungsgebiete zu revolutionieren. Auf molekularer Ebene können lichtsensitive Zellen kontrolliert und gesteuert werden. Das hat Auswirkungen auf Fachrichtungen von der Molekularbiologie über die Medizin bis zur Lasertechnik und bietet darüber hinaus unendlich viele Anwendungsperspektiven. Die Pionierphase fängt gerade erst an. Umso wichtiger ist es mit Wissenschaftlern, Interessenten und Anwendern in einen Dialog über mögliche Innovationen, Geschäftsfelder und Absatzmärkte zu treten. In Hannover möchte das Laser Zentrum Hannover e.V. mit dem Innovationsforum Optogenetik (INOTEP) hierfür eine Keimzelle bilden.

11.01.2018
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Bereitgestellt durch: Landeshauptstadt Hannover

Transkript

Transkript: Optogenetik - Durch Lichtsignale Zellen steuern

Dr. Dag Heinemann (DH): „Licht ist nahezu omnipräsent in unserem Alltag. Es fällt meist erst dann auf, wenn es nicht da ist.“

Sonja Johannsmeier (SJ): „Tagsüber kommt es gratis von der Sonne. Wir sind aber auch so ständig von Leuchtstoffen umgeben.“

DH: „Licht ist in der Natur bereits ein wichtiger Informationsträger.“

SJ: „Das heißt, dass viele Organismen auf verschiedene Weise mit dem Licht wechselwirken.“

DH: „Daher ist es natürlich naheliegend, diese Mechanismen, die in der Biologie und in der Natur vorliegen, nutzbar zu machen.“

SJ: „Wir können Energie übertragen. Wir können Informationen übertragen.“

DH: „Und wir können es sowohl zeitlich als auch örtlich sehr genau steuern.“

SJ: „Überall wo Dinge sehr präzise ablaufen müssen, ist Licht einfach ein gutes Werkzeug.“

DH: „Die Optogenetik nimmt Mechanismen, die in der Natur vorkommen. Man hat beobachtet, dass es Moleküle gibt, die Licht detektieren können und in etwas übersetzen können, was der Körper erkennen und verarbeiten kann.“

SJ: „Man kann sich einen Tunnel in der Zelle vorstellen, der im Normalzustand geschlossen ist. Wenn das Licht die Information gibt, geht dieser Tunnel auf und die Moleküle können in die Zelle fließen. Das kann die Zelle verstehen und dies kann auch andere Zellen im Organismus weitergeleitet werden.“

DH: „Diese Moleküle, die dafür verantwortlich sind, sind im Genom kodiert. Das heiß, dass man diese Information finden, isolieren und nutzbar machen kann und auch auf andere Zellen, meine Zielzellen, übertragen kann. Das macht es für die Wissenschaft und die medizinische Applikation nutzbar.

Man kann dabei visionär denken…“

SJ: „Die Pionieranwendungen sind die Neurowissenschaften.“

DH: „Neuronale Netzwerke, die ich von außen sehr präzise steuern kann. Damit kann ich sehr genau untersuchen, wo zum Beispiel neue Wirkstoffe ansetzen oder wie Krankheiten entstehen, wie zum Beispiel Alzheimer. Es gibt aber auch Anwendungen in der Biotechnologie.“

SJ: „Pflanzen, die optogenetisch verändert sind und auf Knopfdruck neue Stoffwechselwege benutzen.“

DH: „Biohybride Robotik. Man kann Roboter konstruieren, die, auf Muskelzellen basierend arbeiten und durch Optogenetik kontrolliert gesteuert werden. Die Anwendungsfelder divergieren sehr breit und daher ist es auch noch gar nicht absehbar, wo die Anwendungen mit sehr viel Benefit liegen werden.“

SJ: „Das ist eine Welt, die man erst richtig entdecken muss.“