化学遗传？化学遗传学是一种研究蛋白质功能及细胞信号转导途径的独特技术，通过筛选化学小分子库来操控生物大分子的活性。其核心在于改造生物体内的配体受体，创造出能与特定外源物质相互作用的受体，如蛋白激酶、核酸杂交酶、代谢酶和G蛋白偶联受体。尤其在G蛋白偶联受体的改造中，那么，化学遗传？一起来了解一下吧。
1.正向的化学遗传学采用各种小分子化合物处理细胞，诱导细胞出现表型变异，然后经过筛选，寻找小分子作用的靶标。
2.反向的化学遗传学是从基因或蛋白质与小分子化合物的相互作用来研究基因或蛋白质对表型的影响，从而确定这些生物大分子的功能。
进行化学遗传学研究的关键之一是要有大量的可供筛选的不同结构的化合物。新兴的组合化学是化学遗传学获得大量小分子化合物的核心技术。它的原理是, 在同一个化学反应体系中加入不同的结构单元，利用这些结构单元的排列组合，就能够系统地合成大量的化合物。此外，现代化学多样性合成技术的改进和发展，也为化学遗传学奠定了良好的基础。
化学遗传学是一种利用生物活性小分子与蛋白相互作用来研究生物学系统功能的方法。其中，DREADDs（只由特定药物激活的受体）常用于激活或抑制目标神经元。
DREADDs基于G蛋白偶联受体改造而成，被设计成只能由人工合成的特殊化合物激活或抑制，进而激活相应的GPCR信号通路，影响细胞兴奋性。例如，Gq偶联的DREADD hM3Dq，对天然配体乙酰胆碱的亲和力低，但对合成配体氯氮平N氧化物（CNO）亲和力高，在CNO刺激下，可激活神经元。而Gi偶联的hM4Di DREADD，常用于沉默靶向神经元，在CNO刺激下，导致神经元抑制。
在DREADDs研究中，有两类主要策略：一是利用病毒注射，通过重组AAV载体，配合细胞特异性启动子和立体定位注射，实现DREADD基因在不同组织细胞内的精准表达。二是采用转基因动物模型，如利用携带DREADD转基因的DIO载体。这两种策略都能实现基因的条件可控性表达。
化学遗传学技术原理在于结合cre-loxp系统与chemogenetic AAV病毒，通过特定的cre-dependent病毒靶向特定细胞。注入病毒后，通过药物激活病毒，以此来抑制或激发感染病毒的神经元。
cre-loxp与化学遗传并非单一技术，但常结合使用以提高精度。举例而言，实验中曾使用uPSEM和CNO作为工具。化学遗传技术相较于光遗传，优势在于无需考虑光的使用，避免了植入光纤或显微镜打光的复杂性。
实验步骤参考以下协议：《利用化学遗传学操纵小鼠的行为测试》（DOI: 10.1016/j.xpro.2021.100418）。
具体实施方法可查阅：《超能化学遗传学在研究与潜在临床应用中的应用》（doi: 10.1126/science.aav5282）。
化学生物学是自90年代中期以来的新兴研究领域。哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域，他们的所在地所形成的重心地位甚至在加强。从源头来讲，化学是研究分子的科学，生物化学， 分子生物学，还有生物学化学都是一样的。 但是由于科学家们长期以来的习惯称谓，我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究，用分子生物学指基因表达和控制的研究，用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。
化学遗传学(chemical genetics)是利用化学工具来研究生物体系的一种新兴手段，它不仅可以在不同时间，以不同剂量，和进行可逆操作，为功能基因组研究提供一个检测特定基因或蛋白质功能的手段，同时， 它也可以在以下两个重要方面促进新药开发:：一方面是鉴定出在某种疾病形成过程中起重要作用的基因或蛋白质，从而为新药筛选提供靶点；另外一方面是发现特异性作用于某个基因或蛋白质的小分子化合物， 从而为新药开发提供先导化合物。因此，开展化学遗传学研究，不仅可以促进人类对于生命过程的了解，也是进行新药开发的一个重要手段。
N-氧化氯氮平（Clozapine N-oxide，CNO）作为化学遗传学的必备工具，能够激活通过G蛋白偶联受体改造的DREADDS（Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs），实现对特定GPCR信号通路的选择性激活。CNO作用于表达hM3Dq的细胞，促使细胞去极化，增强其兴奋性；反之，作用于表达hM4Di的细胞，导致细胞超极化，抑制兴奋性。化学遗传学以其操作简便、动物保持自由活动状态（埋置光纤可能影响行为学表现）和适用于长时间激活或抑制操作（长时间光刺激会产生热效应）等优点，受到研究者的青睐。
具体应用领域中，化学遗传学在长时间食物摄取行为的记录中发挥着重要作用。通过精确调控特定神经元的活性，研究者能够深入理解食物摄取行为的神经机制，从而为相关疾病的研究和治疗提供新思路。
Urban DJ. 等人的研究，详细阐述了DREADDs（设计受体仅由设计药物激活）在化学遗传学领域的应用和潜在治疗价值，进一步强调了这一工具在药物开发和神经科学研究中的重要性。
欲获取更深入的信息和原文，请查阅相关文献。
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