光遺傳系統利用分子生物學、病毒生物學等手段，將外源光敏感蛋白基因導入活細胞中，在細胞膜結構上表達了光敏感通道蛋白；然后通過特定波長光的照射，控制細胞膜結構上的光敏感通道蛋白的激活與關閉；光敏感蛋白的激活和關閉可控制細胞膜上離子通道的打開與關閉，進而改變細胞膜電壓的變化，如膜的去極化與超極化。
 

　　光遺傳系統技術通過一定波長的光對細胞進行選擇性地興奮或者抑制，達到控制特定類型細胞活動的目的。光遺傳學技術對細胞的選擇性目前主要通過三種方法實現：
 

　　通過病毒載體直接選擇性表達光感基因。相比轉基因動物，病毒載體具有很多優勢，包括：制備周期短，從載體克隆到病毒表達只需要數周時間就可以完成；可用于難以轉基因的動物，如靈長類等；病毒表達只局限于注射位點，如某個特定的腦區，因此具有空間選擇性；某些病毒具有天然嗜性，只感染一些特定的細胞類型等。目前廣泛用于光遺傳學研究的病毒載體是慢病毒和腺相關病毒載體。
 

　　病毒注射常見問題解析：
 

　　病毒保存：病毒-80分裝儲存，避免反復凍融，4度保存建議不超過一周。使用過程中病毒置于冰上或放在4度冰箱，盡量減少在室溫的放置時間。
 

　　病毒稀釋：無菌PBS或生理鹽水稀釋均可，稀釋后盡量一次用完。
 

　　病毒注射針尖堵住的處理方法：首先使用生理鹽水棉球擦拭針尖，注射泵快推后針尖仍堵住則要剪掉部分電極。
 

　　確定注射到腦組織：觀察玻璃電極內病毒與液體石蠟接觸液面分層是否下降。
 

　　病毒較多漏到目標腦區上方核團的原因：注射完停針時間不夠，原則上不少于10min；注射速度較快，建議注射速度選擇10-30nl/min，注射時間控制在10min為宜。
 

　　根據目標核團、病毒滴度、病毒種類和功能元件大小確定注射量。