कोशिका प्रौद्योगिकियों में केवल यह प्रश्न पर्याप्त नहीं है कि «क्या पहुँचाया गया?» यह भी उतना ही महत्वपूर्ण है कि पहुँचाई गई वस्तु कहाँ और कब काम करना शुरू करती है। शोधकर्ताओं ने इस समस्या को प्रकाश से हल करने का सुझाव दिया: जैविक रूप से सक्रिय प्रोटीनों को सूक्ष्म कैप्सूलों में पैक किया गया, और फिर एक लेज़र स्पंद ने तंत्रिका ऊतक की पूर्ववर्ती कोशिकाओं के भीतर उनका विमोचन शुरू किया। यह कार्य 9 अक्टूबर को प्रकाशित हुआ Scientific Reports.
कैप्सूलों की कल्पना एक ऐसे ताले वाले नन्हे पार्सल के रूप में की जा सकती है जो प्रकाश से खुलता है। उनका व्यास लगभग 1,7 माइक्रोमीटर था। भीतर दो प्रोटीन पैक किए गए: BDNF, मस्तिष्क का न्यूरोट्रॉफिक कारक, और NeuroD1, एक प्रतिलेखन कारक जो कोशिका को न्यूरॉन में बदलने के मार्ग पर चलने में मदद करता है। कोशिकाओं ने स्वयं बहुलक कैप्सूलों को ग्रहण किया। फिर शोधकर्ताओं ने चुने हुए क्षेत्र पर लेज़र लक्षित किया, और सामग्री ठीक वहीं मुक्त हुई, न कि पूरे नमूने में।
प्रयोगशाला के प्रयोगों में इस तरह की स्थानीय सक्रियता ने विभेदन को प्रभावित किया: पूर्ववर्ती कोशिका धीरे-धीरे एक विशेषीकृत कोशिका के गुण प्राप्त करने लगी। अब इस प्रक्रिया को सटीक रूप से, आवश्यक कोशिका में और आवश्यक क्षण पर शुरू किया जा सकता है।
वैज्ञानिकों ने विकिरण के दो तरीकों की तुलना की: एक-फोटॉन और दो-फोटॉन उत्तेजना। चुने गए मापदंडों पर कोशिकाएँ जीवित रहीं। दो-फोटॉन विकल्प विशेष रूप से सुविधाजनक है: प्रभाव केवल एक नन्हे फोकस में उत्पन्न होता है, जिसका आयतन एक माइक्रोमीटर से भी कम है, इसलिए प्रभाव को बहुत सटीकता से स्थानीयकृत किया जा सकता है।
एक व्यावहारिक लाभ भी है: कैप्सूलों का अवलोकन किया जा सकता है। लेख के आँकड़ों के अनुसार, उनका प्रतिदीप्ति संकेत कोशिकाओं के भीतर दो सप्ताह तक विभेदनीय बना रहा, इसलिए पहुँचाए गए वाहकों को समय के साथ ट्रैक किया जा सकता है। कार्य में समान लक्ष्य वाला प्रकाश-रूपांतरणीय बहुलक कैप्सूलों पर आधारित एक अन्य शोध आगे तक गया: शोधकर्ताओं ने अलग-अलग तंत्रिका कोशिकाओं का अनुसरण किया, और कैप्सूल उनके भीतर पाँच सप्ताह तक स्थिर बने रहे। उस कार्य में प्रकाश-रूपांतरण एक-फोटॉन और दो-फोटॉन दोनों विकिरणों में भी काम करता रहा।
इस दृष्टिकोण का मुख्य मूल्य नियंत्रणीयता है। यदि चुने हुए बिंदु पर और निर्धारित क्षण पर संकेत दिया जा सके, तो तंत्रिका कोशिकाओं के विकास के अध्ययन के लिए एक उपकरण उपलब्ध हो जाता है: यह अधिक सटीकता से स्पष्ट होता है कि कोई अलग कोशिका प्रभाव पर कैसे प्रतिक्रिया देती है और उसका आगे का भाग्य कैसे बदलता है।
यह विचार स्वयं नया नहीं है। 2015 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा के नोर्बर्ट राइख के समूह ने दिखाया कि खोखले सोने के नैनोकण और निकट अवरक्त लेज़र कोशिका के भीतर प्रोटीन के विमोचन को स्थान और समय दोनों के अनुसार नियंत्रित करने की सुविधा देते हैं। परिणाम पत्रिका में प्रकाशित हुए Molecular Pharmaceutics. एक और उदाहरण: नैनोकणों में पैक किया गया BDNF 808 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य के अवरक्त लेज़र के प्रभाव से मुक्त हुआ और संवर्धन में मानव तंत्रिका पूर्ववर्तियों की वृद्धि तथा विभेदन को बनाए रखा। साथ ही, अवरक्त प्रकाश पराबैंगनी की तुलना में काफी कम विषैला निकला, जिसका परीक्षण उसी कार्य में किया गया था।
आज यह विषय विशेष रूप से प्रासंगिक लगता है: 5 अक्टूबर 2026 को शरीर विज्ञान या चिकित्सा का नोबेल पुरस्कार कार्ल डाइसेरोथ, पीटर हेगेमान और गेओर्ग नागेल को प्रकाश-नियंत्रित आयन चैनलों और ऑप्टोजेनेटिक्स — प्रकाश की सहायता से तंत्रिका कोशिकाओं की सक्रियता नियंत्रित करने की विधि — से जुड़ी खोजों के लिए प्रदान किया गया। Research and innovation इस कहानी की जड़ें एक एककोशिकीय शैवाल Chlamydomonas reinhardtiiतक जाती हैं: हेगेमान, नागेल और उनके सहयोगियों ने इसके प्रकाश-संवेदी प्रोटीनों — कैनलरोडॉप्सिनों — का अध्ययन किया, जो आयन चैनलों की तरह काम करते हैं और प्रकाश के प्रभाव से खुलते हैं। 2005 में डाइसेरोथ और सह-लेखकों ने दिखाया कि न्यूरॉनों में कैनलरोडॉप्सिन-2 डालने से नीली रोशनी के छोटे स्पंदों द्वारा उनकी विद्युत सक्रियता शुरू की जा सकती है।
दोनों दृष्टिकोण कोशिकाओं पर सटीक प्रभाव के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं: ऑप्टोजेनेटिक्स उनकी विद्युत सक्रियता को नियंत्रित करता है, और अध्ययन किए गए सूक्ष्म कैप्सूल प्रोटीनों के विमोचन को नियंत्रित करते हैं।
यह शोध तंत्रिका कोशिकाओं के विकास के अधिक सटीक नियंत्रण की संभावना खोलता है। कोशिका संवर्धन पर किए गए प्रयोगों में वैज्ञानिकों ने दिखाया कि प्रकाश प्रोटीनों को स्थानीय रूप से मुक्त करने की सुविधा देता है, और चुने गए मापदंडों पर कोशिकाओं की जीवित रहने की क्षमता बनी रहती है। अगला चरण है — जीवित ऊतक में कैप्सूलों की डिलीवरी, शरीर के भीतर प्रकाश-सक्रियता के तरीकों और इस विधि की दीर्घकालिक सुरक्षा का अध्ययन करना। ये शोध भविष्य की कोशिका चिकित्साओं के लिए इसकी संभावनाओं का मूल्यांकन करने में मदद करेंगे। आज ही यह प्लेटफ़ॉर्म वैज्ञानिकों को एक मूल्यवान उपकरण देता है: यह देखने की क्षमता कि कोई अलग कोशिका संकेत पर कैसे प्रतिक्रिया देती है और उसका आगे का विकास कैसे बदलता है।
