Forskningsprosjektet «The interaction of photosensitive proteins with microfabricated sensor arrays», forkortet Photosense, handler om mikrosensorer og syn. Norsk tittel er «Vekselvirkningen mellom fotosensitive proteiner og mikrosensor matriser».
Prosjektet vil utvikle mikrosensorer som gjør det mulig å kartlegge funksjonen til lyssensitive proteiner høstet fra en bestemt type bakterier.
Disse proteinene vil forskerne integrere i et implantat som kan erstatte ødelagte fotoreseptorer i øyets netthinne.
I prinsippet vil dette kunne gi synet tilbake til personer som har blitt blinde av en øyesykdom.
Nanoteknologi et prioritert område
Nanoteknologi omfatter studier av fenomener som skjer på nanometernivå og hvordan vi kan kontrollere og manipulere disse fenomenene.
Forskningsinnsatsen innenfor nanoteknologi, mikroteknologi og avanserte materialer er et prioritert område i Langtidsplan for forskning og høyere utdanning 2019–2028 (Meld. St. 4 (2018–2019)) som del av muliggjørende og industrielle teknologier.
Photosense-prosjektet vil benytte et «nedenfra og opp»-konsept i tråd med tankene bak moderne nanoteknologi hvor mindre nanoenheter blir brukt som byggesteiner for større mikrosystemer.
Formålet er å konstruere en kunstig retina basert på det lysfølsomme proteinet bakteriorhodopsin.
Slik jobber forskerne
Prosjektet kombinerer de beste egenskapene fra naturen i form av sofistikerte nanomaskiner. De er utviklet og optimalisert gjennom evolusjonsprosessen og vil bli satt sammen med dagens toppmoderne elektroniske kretser og sensorer utviklet fra mikro- og nanoteknologi.
Resultatet er en enhet som vil være direkte drevet av lys og krever ingen ekstern strømforsyning eller plasskrevende maskinvare. I tillegg gir dette potensial for en langt større visuell oppløsning enn konkurrerende elektrodebaserte teknologier.
Utviklingen av en mikrosensormatrise med integrerte optiske, elektriske og elektrokjemiske sensorer utgjør et sentralt element i prosjektarbeidet.
Sensormatrisen vil bli brukt til å kartlegge funksjonen til bakteriorhodopsin ved å foreta direkte optiske undersøkelser av den aktive lysabsorberende tilstanden, samtidig som omfordelingen av ladninger og den påfølgende protontransport bestemmes. Protontransporten vil aktivere nervecellene i øyet til å sende impulser som kan gi synet tilbake.
Bruken av en slik sensormatrise for funksjonell verifisering av bakteriorhodopsin har ennå ikke blitt rapportert. Arbeidet vil derfor generere ytterligere innsikt i proteinfunksjon, samt tilrettelegge for utvikling og kvalitetskontroll av implanterbare enheter som er basert på bakteriorhodopsin som lysaktivt element.
Et samarbeidsprosjekt
Photosense er et samarbeidsprosjekt mellom forskingsmiljøer ved Universitetet i Sørøst-Norge (USN), Universitetet i Oslo (UiO) og i Connecticut i USA. Prosjektet ledes av USN-professor Erik A. Johannessen.
Forskningsrådet har bevilget 12 millioner kroner for prosjektperioden 1. oktober 2021 til 31. mars 2025 gjennom programmet «Nanoteknologi og avanserte materialer (NANO2021)» (PDF).