光遗传学(optogenetics)是一种已经建立的方法，它是通过遗传工程与光来操控某些细胞的功能。它借助于来自组织的遗传编码的光敏感蛋白质，通过光来控制细胞行为。光遗传学最早由斯坦福大学研究人员命名，他们通过使用光来影响小鼠的大脑，让一只患有帕金森症的小白鼠重新站立起来，甚至是重新走路，他们把这项技术称之为光刺激基因工程/光遗传学。这个技术的关键是：科学家们必须事前向小白鼠体内注射一种基因，这种基因编码的蛋白能够对不同颜色光的刺激作出敏感的反应。

    最近研究发现，光线可刺激经遗传工程改造的心脏细胞，这些细胞也能发出节律性的兴奋，让心脏以与房室传导同样的方式受到刺激，这将有助于正常心脏功能的研究，并且人类可以考虑用光作为心脏起搏器。

    窦房结、房室结以及传导束构成了控制心肌搏动的传导系统，正常的窦性心律由此系统发出。过度表达视紫红质通道蛋白2（channelrhodopsin-2 H134R，ChR2）的神经细胞是神经生物学研究中的常用工具，因为它们能选择性地被激活。Philipp Sasse和同事将ChR2的用途拓展到身体中其他的受激细胞，如心脏细胞。他们在小鼠的心肌细胞中表达了ChR2，并在转基因小鼠体内用光线精确地刺激这些细胞的生长。试验发现，蓝光脉冲能打开心肌细胞上正离子光敏感通道ChR2，当这种通道在受激细胞的表面表达时，还能激发电子信号的传递。 光脉冲可刺激这些转基因细胞产生的电流，可以使正常的心肌细胞产生搏动，并且脉冲光对这些细胞的扰动是完全可逆的。

    光遗传学开辟了一个新的研究领域，它也被《Nature》杂志评为2010年度最受关注的新技术。（编译：吴娟娟）

参考文献：《Science》2010;330:971-974