Nobelovu cenu získali vědci za objevy umožňující ovládat buňky světlem

Objev optogenetiky natolik posunul lidské poznání, že za něj jeho autoři dostali Nobelovu cenu za medicínu a fyziologii. Oznámil to v pondělí dopoledne Švédský Karolínský institut.

Cena byla udělena Karlovi Deisserothovi, Peterovi Hegemannovi a Georgovi Nagelovi „za jejich objevy týkající se světlem řízených iontových kanálů a optogenetiky“.

Optogenetika je metoda, která umožňuje zapínat a vypínat vybrané buňky, nejčastěji neurony, pomocí světla. Vědci do nich pomocí genetických úprav vloží gen pro světlocitlivý protein, například kanál rhodopsin původem z řas. Když takovou buňku osvítí světlem určité vlnové délky, protein změní svůj stav, otevře iontový kanál a neuron se aktivuje.

Nahrávám video

Díky tomu jde s naprostou přesností ovlivňovat jen konkrétní typ buněk, což klasické metody, jako elektrická stimulace nebo léky, neumožňují. Využívá se toho hlavně v základním výzkumu mozku, kde metoda pomáhá zjistit, které neurony a okruhy řídí například paměť, strach, pohyb, spánek nebo chuť k jídlu. Zkoumá se také jako možná léčba, třeba pro obnovení zraku u některých dědičných poruch sítnice (první klinické pokusy už proběhly), a do budoucna u epilepsie, Parkinsonovy nemoci nebo poruch srdečního rytmu.

Objev začal jedním proteinem

Optogenetika je – velmi zjednodušeně – metoda, která umožňuje ukázat, jak nervové buňky utvářejí vzpomínky, pocity a chování v živém mozku. Peter Hegemann a Georg Nagel objevili v jednobuněčné řase pozoruhodný protein a Karl Deisseroth tento protein přeměnil na světlem ovládaný spínač pro nervové buňky. Laureáti podle Nobelovské komise položili základy úplně „nové éry v neurovědách“.

Nahrávám video

Způsob, jakým mozek řídí pocity, chování a tělesné funkce, byl pro vědce dlouhou dobu záhadou. Ve 20. století začali badatelé zkoumat, které oblasti mozku ovlivňují různé funkce, ale tehdejší metody jim neumožňovaly prokázat příčinné souvislosti. Obraz mozku, který vytvořili, připomínal spíš náčrt mapy – plný otazníků a neznámých. Trojice laureátů to zásadně změnila: z črty díky nim vzniklo detailní schéma.

Optogenetika nabízí možnosti mapování mozku způsobem, o kterém jsme dříve mohli jen snít.
Per Svenningsson, předseda Nobelovy komise pro fyziologii a medicínu

Všechno to začalo zvědavostí Hegemanna. Zajímalo ho, jak je jednobuněčná zelená řasa Chlamydomonas schopná plavat směrem ke zdroji světla. Na počátku 21. století objevil společně s Nagelem řasový protein s jedinečnými vlastnostmi, který se nachází na povrchu buňky. Když se na něj posvítí modrým světlem, otevře se v proteinu kanál. Nabité ionty pak proudí do buňky a vytvářejí elektrický impuls. Zjistili, že bez ohledu na to, do které buňky tento protein vložili, staly se tyto buňky citlivými na světlo.

Deisseroth pak přenesl tyto objevy do praxe, když jako první vložil gen pro tento protein do nervových buněk krys. A když osvítil jejich buňky modrým světlem, dokázal tak vyvolat nervový signál. Tento průlom zveřejnil v roce 2005. Ve výzkumu pokračoval a o dva roky později se mu podařilo tento světlem ovládaný spínač pro nervové buňky zprovoznit v mozcích živých myší.

Karl Deisseroth (*1971) je americký neurovědec a psychiatr působící na Stanfordově univerzitě. Doktorát získal v roce 1998 a lékařský titul v roce 2000 na Stanfordově univerzitě. Je profesorem bioinženýrství a psychiatrie a behaviorálních věd. Ve svém výzkumu se zaměřuje především na fungování mozku a mechanismy, které stojí za vznikem a projevy duševních poruch.

Peter Hegemann (*1954) je německý neurovědec a biochemik, profesor neurověd na Humboldtově univerzitě v Berlíně. Doktorát získal v roce 1984 na Max Planckově institutu pro biochemii v Martinsriedu. Jeho výzkum významně přispěl k pochopení toho, jak světlo ovlivňuje činnost buněk, a položil základy rozvoje optogenetiky. Oceněné objevy učinil během svého působení na Planckově institutu pro biochemii.

Georg Nagel (*1953) je německý fyziolog a profesor molekulární fyziologie rostlin působící na univerzitě ve Würzburgu. Doktorát získal v roce 1988 na univerzitě ve Frankfurtu. Jeho vědecká práce významně přispěla k objevu proteinů citlivých na světlo, které umožňují řídit aktivitu buněk pomocí světla, a tím k rozvoji optogenetiky.

Laureáti Nobelovy ceny za medicínu 2026
Zdroj: Nobel.org

Tato metoda ovládání nervových signálů světlem se dnes nazývá optogenetika a rychle si získala celosvětový ohlas. Pomocí ní se výzkumníkům podařilo odhalit nervové obvody řídící konkrétní vzpomínky, pocity a chování související s neurologickými a psychiatrickými poruchami. V klinické medicíně už výzkumníci tuto metodu využívají například při pokusech o obnovení zraku u lidí se zrakovým postižením.

„Optogenetika zásadně změnila naše chápání fungování mozku. Každý den přináší nové objevy, které pomáhají odhalit jedno z velkých tajemství lidstva: jak funguje náš úžasný mozek,“ dodala Nobelovská komise.

Na cestě k léčbě


Dlouhé roky se předpokládalo, že praktické dopady optogenetiky jsou ještě velmi vzdálené. V poslední době se ale podařilo několik průlomových objevů, které ukázaly, že poznatky získané pomocí optogenetiky povedou k novým léčebným postupům. Zatím tato metoda umožnila lépe porozumět typickým rysům psychiatrických a neurologických poruch, jako jsou deprese, úzkost, schizofrenie, Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba.

Vědci už ale také směřují výzkum k využití optogenetiky v lékařské praxi. V probíhajících klinických studiích se pokoušejí obnovit zrak u lidí, kteří oslepli v důsledku retinitis pigmentosa, což je nemoc, které ničí tyčinky a čípky v oku. Když do sítnice slepé osoby vložili speciální protein, testovaná osoba částečně znovu získala zrak. Pomocí speciálních brýlí vyzařujících světlo byl tento člověk schopný rozeznat a uchopit předměty na stole.

A existuje dokonce i naděje, že by optogenetika mohla zlepšit fungování kochleárních implantátů. V současné době tato zařízení stimulují sluchový nerv pomocí elektřiny. Kdyby bylo místo toho možné využít optogenetiku, implantát by mohl být schopen aktivovat sluchový nerv s větší přesností.

Kdo si zaslouží cenu

Letošní ocenění může působit do značné míry kontroverzně. Už řadu let se totiž řeší, kdo ve skutečnosti optogenetiku objevil. Když totiž Deisseroth objevil výše popsané jevy, nebyl první. O několik měsíců dříve totiž přišel se stejným objevem Čuo-Chua Pchan z Wayne State University v Detroitu.

Nahrávám video

Jenže odborné časopisy, kam svůj výzkum Pchan odeslal, zdržely vydání tak, že Deisserothova studie vyšla dříve. A díky tomu získal nejen ocenění a slávu, ale také příliv financí, které mu pomohly v dalším výzkumu. Oba články se věnovaly něčemu lehce odlišnému, základ byl ale stejný: výzkum techniky, která zkoumá citlivost neuronů na světlo.

Nobelovy ceny za medicínu

Loni cenu v kategorii fyziologie nebo lékařství získali Američané Mary E. Brunkowová a Fred Ramsdell a Japonec Šimon Sakaguči za objevy v oblasti imunologie. Těmto vědcům se podařilo identifikovat a popsat regulační T-lymfocyty, tedy buňky, které brání imunitnímu systému v napadání vlastního těla. Díky jejich práci vznikl obor věnující se výzkumu takzvané periferní tolerance.

Laureáti Nobelových cen vedle prestiže, která je s oceněním spojena, získají diplom, medaili a v každé kategorii i finanční odměnu 12 milionů švédských korun – v přepočtu 25,9 milionu českých korun.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Dehonestovaný americký vědec vyhrál soud nad ženou, která ho obvinila. Teď pracuje pro Česko

Sexuální skandál připravil amerického vědce Davida Sabatiniho o prestižní místo i důvěru kolegů. Teprve po pěti letech od začátku kauzy se mu podařilo získat vysoké odškodné od kolegyně, která ho z nevhodného chování obvinila. Vědec v současné době spojil svou kariéru s Českem.
21. 10. 2026‌‌

OSN: Země směřuje k oteplení o 2,8 stupně Celsia proti předindustriálnímu období

Planeta při současné celosvětové klimatické politice směřuje k tomu, že bude do konce století o 2,8 stupně Celsia teplejší než v předindustriálním období, uvedl podle agentury DPA Program OSN pro životní prostředí (UNEP). Každý zlomek stupně nad hranici 1,5 stupně Celsia přitom podle šéfky UNEP Inger Andersenové zvyšuje riziko smrtících povodní, vln veder a lesních požárů, jaké letos zažila řada zemí.
21. 10. 2026Aktualizováno21. 10. 2026‌‌

El Niño může zdražit potraviny, experti se obávají hlavně globálních dopadů

Přímé důsledky letošního jevu El Niño na Česku by sice měly být zanedbatelné, silněji se ale mohou projevit nepřímé dopady. I když se v Česku urodí dost základních potravin, jako je pšenice nebo kukuřice, jejich ceny mohou stoupnout, hodnotí analytici.
21. 10. 2026‌‌

Padesát milionů za Koperníka. Kdysi zakázanou knihu koupil neznámý sběratel

V přepočtu skoro padesát milionů korun investoval neznámý kupec do prvního vydání přelomového díla Mikuláše Koperníka. Aukční síň Sotheby's vydražila 20. října i dalších 155 knih věhlasných středověkých i novověkých astronomů, matematiků a fyziků, včetně Isaaca Newtona, Galilea Galileiho nebo Tychona Braha. V původním nákladu kdysi vydali nižší stovky knih, dochoval se jich ale jen zlomek – proto mají dnes takovou cenu.
21. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.