俄科學家開創新的科學分支——熱遺傳學
40年前，因與美國科學家詹姆斯·沃森合作發現DNA雙螺旋結構而同獲諾貝爾獎的英國科學家弗朗西斯·克里克曾指出，腦科學最主要的內容就是研發出控制大腦工作的方法。換言之，就是應具備激活或抑制神經元工作的能力。直至2005年美國斯坦福大學的研究人員發明了神經元光控方法，上述設想才得以實現。美國科學家在神經元基因組中嵌入一種能在自然界中幫助生物體在環境中辨別方向的特殊蛋白質，從而使神經元變得對光敏感?！肮膺z傳學”由此誕生進而取得突飛猛進的發展。
《俄羅斯報》近日刊登了科學界的一條重磅消息：俄科學家開啟了“熱遺傳學”這一新的科學方向并在世界上首次創造出用于控制大腦的全新工具。通過利用該工具對大腦進行獨特的實驗，可理解大腦的運作規律，從而治療多種疾病。據悉，上述研究工作是由俄羅斯科學院生物有機化學研究所、俄科院高級神經活動與神經生理學研究所以及莫斯科羅蒙諾索夫國立大學的科研團隊共同完成的。相關文章發表在著名的科學雜志《Nature Communications》上。
俄羅斯科學家開創的熱遺傳學，其革命性不亞于光遺傳學。俄科學家的創新點在于利用溫度來控制神經元而非光控。為此，科學家在小鼠的神經元中嵌入一種蛇的基因蛋白來負責所謂的“熱視”功能（系指爬行動物能夠在黑暗中“看到”、準確定位并獵殺一定距離內的熱目標物體的能力）。實驗表明，溫度發生改變時，可以有選擇地控制動物神經元的活性。
如今熱遺傳學將在醫學領域創造出全新可能性，如癲癇治療方面。癲癇發作會導致病灶的溫度上升，如果在人類的神經元嵌入“制動系統”，則可抑制癲癇發作。眾所周知，生物體在深度睡眠時大腦溫度下降整整兩度，最重要的是此時意識處于關閉狀態?？茖W家希望通過監測神經元的夜間行為，了解大腦中發生了什么，從而揭示意識活動的規律。熱遺傳學研究完全有可能解開意識現象本質之謎。
為了超越競爭者并成為熱遺傳學研究領域無可爭議的領導者，俄科學家成功解決了以下兩個根本問題。一是創建可嵌入神經元的特定遺傳結構。鑒于只要某一核酸的位置不正確便無法工作，俄科學家要對數千種核酸進行篩查，才能選取出特定的基因序列，篩選出的特定遺傳結構應能透過神經元細胞膜進入神經元基因組，然后啟動蛇蛋白質的制造過程。只有這樣，神經元才開始對溫度變化做出反應。而為了找到最佳遺傳結構，往往要從幾十種方案中逐一淘選。二是神經元的溫度控制。應十分小心地控制神經元的溫度。溫度過低，就無法激活神經元，溫度過高則會導致神經元死亡。莫斯科大學的研究團隊利用金剛石微粒的量子效應原理開發出一種高精度測溫方法，從而成功解決了這一難題。
