Оптогенетика -инновационное и быстро развивающиеся научное направление, объединяющее достижения молекулярной биологии и лазерных технологий для решения вопросов мониторинга различных биохимических процессов в клетке и контроля ее активности с помощью света. Данный обзор посвящен вопросам реализации и применения оптогенетического подхода для диагностики и лечения различных социально значимых заболеваний на молекулярно-генетическом уровне. Описаны различные способы доставки и встраивания генетических конструкций, кодирующих трансмембранные белки. Рассматриваются новые оптоволоконные технологии, используемые для исполнения имплантируемых устройств генерации и фиксирования сигналов в возбудимых тканях. Приводится анализ современных, наиболее используемых способов регистрации показателей эксперимента, указываются ключевые преимущества и недостатки различных методик.Ключевые слова: оптогенетика, опсины, ионные каналы, оптоволоконные системы, фотостимуляция, нейроинтерфейс, оптогенетическая терапия.Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

No abstract

На основе численных расчетов изучены возможные концепции реализации на реакторе ИБР-2 малоуг- лового времяпролетного дифрактометра, оптимизированного для двух режимов работы замедлителя нейтронов - холодного (температура 30 К) и теплового (температура 300 К). В холодном режиме максимум энергетического спектра нейтронов в пучке смещен в область низких энергий (больших длин волн), что расширяет диапазон чувствительности установки в отношении размеров исследуемых объектов (1-100 нм и выше). Рассмотрена классическая схема отделения тепловых/холодных нейтронов (E ~10-3-10-2 эВ) от фона (сформированного, главным образом, быстрыми нейтронами) на основе изогнутых нейтронно-оптических устройств. Из-за ограничений, накладываемых геометрией канала, на котором планируется поместить установку, предпочтительной является конфигурация с коротким многоканальным зеркальным устройством отклонения пучка. Выполнены моделирование и оптимизация предполагаемой малоугловой установки с учетом реальной геометрии канала и доступного места в экспериментальном зале реактора. Проведено сравнение с установкой на основе изогнутого нейтроновода и установкой с прямой видимостью замедлителя.

Circadian clocks are functional in all light-sensitive organisms, allowing for an adaptation to the external world by anticipating daily environmental changes. Considerable progress in our understanding of the tight connection between the circadian clock and most aspects of physiology has been made in the field over the last decade. However, unraveling the molecular basis that underlies the function of the circadian oscillator in humans stays of highest technical challenge. Here, we provide a detailed description of an experimental approach for long-term (2-5 days) bioluminescence recording and outflow medium collection in cultured human primary cells. For this purpose, we have transduced primary cells with a lentiviral luciferase reporter that is under control of a core clock gene promoter, which allows for the parallel assessment of hormone secretion and circadian bioluminescence. Furthermore, we describe the conditions for disrupting the circadian clock in primary human cells by transfecting siRNA targeting CLOCK. Our results on the circadian regulation of insulin secretion by human pancreatic islets, and myokine secretion by human skeletal muscle cells, are presented here to illustrate the application of this methodology. These settings can be used to study the molecular makeup of human peripheral clocks and to analyze their functional impact on primary cells under physiological or pathophysiological conditions.

Рассмотрены возможности оптимизации структуры подложка/электрод/электролит для максимального изменения кривых зеркального отражения в экспериментах по нейтронной рефлектометрии на электрохимической границе раздела между металлическим электродом и жидким электролитом, содержащим ионы Li+, в процессе функционирования. Выбраны и проанализированы характерные соотношения между плотностями длин рассеяния компонентов, для которых кривые отражения наиболее полно передают информацию о структуре переходного слоя твердого электролита, формирующегося на поверхности электрода в ходе зарядки-разрядки.