光遗传学获诺奖:百亿级赛道正成形
2026年首个诺贝尔奖迎来揭晓时刻。“光遗传学为大脑研究提供了过去难以想象的研究手段。”
货源38网小编在上观新闻了解到10月5日，瑞典卡罗琳医学院宣布将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予Karl Deisseroth等三位科学家，以表彰其在光遗传学方面的发现。这项技术使得精准控制活体大脑单个神经细胞活动成为可能。目前光遗传学正处于向产业化跨越的关键节点，预计2030年全球市场规模有望突破200亿美元。‌‌


为什么光遗传学被学界认为是“注定要得诺奖的技术”？它如何与失明、帕金森病等众多疾病的治疗有关？记者就此采访相关专家。
会“追光”的衣藻叩开光遗传学大门
“毫不意外、实至名归。”得知今年诺贝尔生理学或医学奖花落光遗传学领域，复旦大学脑科学研究院研究员张嘉漪脑海中首先浮现出这两个词。她说，自光遗传学诞生以来，许多人就认定它终将获得诺奖，“今年，它等到了。”
人脑拥有近900亿个交错缠绕的神经细胞，堪称人体最神秘的“黑箱”。在光遗传学诞生前，科学家对大脑的研究多停留在“模糊观测”阶段：只能看到某个脑区在活跃，却无法精准锁定究竟是哪一类神经细胞在发挥作用。
科学家一直渴望打开这个“黑箱”。DNA双螺旋结构发现者之一的弗朗西斯·克里克曾提出设想：神经信号传导是毫秒级的，要匹配这样的速度，最好的工具是光。如果能给特定神经细胞装上感光“开关”，就能用光精准控制神经活动。不过，这个设想在很长一段时间里仅是“假设”。
随后，科学家迎来了一类不起眼的单细胞绿藻——衣藻，它有一个神奇特性：一遇光照，会快速游向光源，反应速度比人眼感光快20多倍。黑格曼据此猜想：衣藻体内有一种蛋白，既是捕捉光的“感受器”，又是控制离子进出的“通道闸门”，一个蛋白承担两份工作，所以反应才如此迅速。
为验证猜想，他与擅长蛋白功能研究的纳格尔联手攻坚，最终锁定关键对象“通道视紫红质”。这种蛋白嵌在细胞膜上，既能感光，又能成为离子通过的通道。它有可能成为控制神经的“光开关”。
而真正将这一工具带入神经科学领域的是戴塞洛斯。2005年，他的团队把通道视紫红质-2的基因导入大鼠神经细胞，使这些神经细胞拥有“蓝光开关”：蓝光一照，通道打开，离子涌入，神经细胞发出电信号；蓝光一灭，通道关闭，神经恢复平静。相关成果发表于《自然-神经科学》。“光遗传学”由此诞生。
打破学科壁垒造就的“学术明星”
光遗传学的出现震动了学界。它让研究者可以主动、精准地开启或关闭特定神经细胞，直接验证神经环路与行为的因果关系，三位科学家也因此成为“学术明星”。张嘉漪回忆，当时全球许多实验室争相跟进光遗传学研究，并寻求与三位科学家合作。
作为国内最早接触光遗传学技术的学者之一，张嘉漪亲历了那场科研热潮，还是研究生的她，跟着导师与戴塞洛斯建立了联系。“当时光遗传学尚处萌芽阶段，虽然已实现神经激活，但应用场景仍需拓展。”在导师指导下，张嘉漪所在团队与戴塞洛斯合作完成两篇论文，其中一篇张嘉漪为第一作者，戴塞洛斯为通讯作者。
在张嘉漪看来，三位诺奖得主能取得如此突破性的成就，离不开“突破学科壁垒的洞察力”。“藻类生物学与脑科学看似相隔万里，却被他们精准捕捉到内在关联，这种跨界视野是顶尖科学家的核心素养。”她补充说，以她较熟悉的戴塞洛斯为例，参加国际顶级会议时，他会长时间“泡”在海报区，浏览不同领域最前沿的工作，不停思考如何与自己的研究结合。
“光能让某一群特定神经元活动，就能做到很多事情。”上海交通大学变革性分子前沿科学中心教授凌代舜告诉记者，光遗传学正式诞生还不到20年，已带来一系列新发现。例如，它帮助研究者定位了调控睡眠、食欲、痛觉、社交行为的具体神经环路；证明了特定记忆储存在特定神经细胞群中，激活它们便能“唤醒”对应记忆；还能打通脑与身体的关联，使探索神经与其他器官相互作用成为可能。
光遗传学会是疾病治疗的新曙光吗？
更值得期待的是，光遗传学的价值已不止于实验室基础研究，正逐步向临床应用推进，为多种难治疾病带来新曙光。
“眼球本身就是感光器官，光可以自然到达视网膜，这是光遗传学最天然的应用场景。”凌代舜解释，针对视网膜色素变性等难治性致盲疾病，光遗传学技术通过绕过已坏死的感光细胞，改造视网膜神经细胞，使其重获感光能力，帮助失明者恢复基础视力。张嘉漪补充，在国内，北京、武汉均有团队在开展相关研究，有望成为失明患者的全新治疗方案。
在神经精神疾病与神经退行性疾病领域，光遗传学的潜力同样巨大。张嘉漪介绍，相较于传统粗放的电流脑刺激，光遗传学可以精准靶向病变神经环路，最大程度规避对正常组织的损伤、减少副作用，为帕金森病、阿尔茨海默病、难治性抑郁症等疾病提供全新的治疗思路。
“不过，光遗传学真正用于临床疾病治疗，还有很长的路要走。”凌代舜坦言，从实验室成果到惠及患者的临床技术，需要跨越人体安全性验证、长期效果评估等多重关卡，相关领域研究者仍需持续攻关，才能让这项“诺奖级”成果真正造福大众。