该研究的作者说，操纵这种基因的能力可以导致新的癌症治疗方法，以及预防和治疗精神分裂症等精神疾病的方法。

这项工作由UB研究员Josep M. Jornet，Michal K. Stachowiak，Yongho Bae和Ewa K. Stachowiak带头 - 在6月份的电气和电子工程师协会会议记录中报道。

它代表了向基因操纵技术迈出的一步，该技术可以颠覆癌症的治疗，以及预防和治疗精神分裂症和其他神经系统疾病。它的核心是创建一个新的研究子领域，该研究的作者称之为“光遗传学”，或通过激光和纳米技术控制人类基因组。

“光子基因组界面的潜力是巨大的，”共同作者，UB工程与应用科学学院电气工程系副教授Josep M. Jornet博士说。“它可以大大减少对某些疾病的药物和其他疗法的需求。它也可能改变人类与机器的互动方式。”

从“光遗传学”到“光遗传学”

在过去的20年中，科学家们一直在结合光学和遗传学 - 光遗传学领域 - 目标是利用光来控制细胞如何相互作用。

通过这样做，人们可以通过纠正细胞之间发生的错误沟通来开发新的疾病治疗方法。虽然很有希望，但这项研究并没有直接解决指导人类生长和许多疾病背后的遗传蓝图中的故障。

新的研究开始解决这个问题，因为FGFR1 - 它代表成纤维细胞生长因子受体1 - 占据了大约4,500个其他基因，约为人类基因组的五分之一，正如人类基因组计划所估计的那样，研究公司 - 作者Michal K. Stachowiak。

“在某些方面，它就像一个老板基因，”UB的雅各布医学和生物医学科学院病理学和解剖学系教授Stachowiak博士说。“通过控制FGFR1，理论上可以预防精神分裂症或乳腺癌和其他类型癌症中广泛存在的基因失调。”

光激活拨动开关

研究小组能够通过创建微小的光子脑植入物来操纵FGFR1。这些无线设备包括纳米激光器和纳米天线，以及未来的纳米探测器。

研究人员将植入物插入脑组织，该组织由诱导多能干细胞培养，并通过光活化分子拨动开关增强。然后，他们将不同的激光 - 常见的蓝色激光，红色激光和远红色激光 - 触发到组织上。

这种相互作用使研究人员能够激活和灭活FGFR1及其相关的细胞功能 - 基本上是对基因的攻击。Stachowiak说，这项工作最终可能使医生能够操纵患者的基因组结构，提供一种预防和纠正基因异常的方法，他还在雅各布学院和UB工程学院的联合项目UB的生物医学工程系任职。

下一步

这一发展远未进入医生办公室或医院，但研究团队对接下来的步骤感到兴奋，其中包括测试3D“迷你大脑”和癌组织。其他研究作者包括UB电气工程系的Pei Miao和Amit Sangwan; Brandon Decker，Aesha Desai，UB病理学和解剖科学系的Christopher Handelmann; 宾夕法尼亚大学梁峰博士; 和Maria Ballodowska-Curie纪念癌症中心和波兰肿瘤研究所的Anna Balcerak。

这项工作得到了美国国家科学基金会的资助。