諾獎爆冷門!吃辣椒會感到熱也能獲得諾貝爾獎?看完才知道不簡單

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又到瞭一年一度的諾貝爾生理學或醫學獎公佈的時刻,今年的諾貝爾獲獎得主是:大衛·朱利葉斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)兩位生物學傢。首先,恭喜兩位科學傢獲得瞭本次諾貝爾諾貝爾生理學或醫學獎,表彰他們發現瞭人類感知疼痛和溫度的機制

話說這一次大多數人又猜錯瞭,很多人原本猜測這次的諾獎大熱門是:MRNA疫苗,結果也算是出乎意料瞭。那這次的兩位獲獎者到底是什麼來頭?他們研究又有什麼用呢?

人類感知疼痛和溫度的機制

大衛·朱利葉斯來是自於加州舊金山大學生理學及分子的生物學教授,而阿登·帕塔普蒂安是來自於美國斯克利普斯研究所的生物學教授。

在過去的15年中,這兩位科學傢以及他們所在的團隊發現瞭人類感知疼痛和溫度的機制。他們的研究成果讓我們瞭解到觸覺的基礎機制,同時使得人類可以針對慢性痛癥開發藥物。那他們到底是如何研究出來的呢?

話說很早以前,科學傢們就發現人類通過觸覺感受到冷熱、疼痛、壓力的能力對於人類生存起到瞭至關重要的作用,這是人類與這個世界的連接基礎。我們都知道,人類有五種感官系統,分別是:視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺

其中,對於觸覺的研究一直舉步不前。要知道觸覺包括瞭很多,比如:感受溫度是依靠觸覺 ,機械力的作用也是觸覺。還有一個比較顛覆三觀的,那就是“辣”引起的是痛感,也是通過觸覺來實現的。這次的科學傢就是讓人類對於觸覺的研究往前邁瞭一大步。

大衛·朱利葉斯&TRPV1

上世紀80年代開始,大衛·朱利葉斯教授所帶領的團隊就開始研究這個課題。他們正是從“辣椒引起痛覺”這裡入手,詳細研究瞭辣椒素是如何通過觸感讓人感知到灼燒感。

在這之前,科學傢已經發現瞭辣椒素可以激活痛感神經的細胞,而大衛·朱利葉斯的團隊創建瞭一個包含瞭百萬個DNA片段的基因庫。在這個基因庫當中,這些DNA片段都是神經元中能對疼痛、熱和觸感做出反應的基因。

大衛·朱利葉斯和他的團隊在這個基因庫中,找到瞭能夠與辣椒素反應的DNA片段。通過對DNA片段的進一步研究,他們發現這個DNA片段可以通過編碼出一種離子通道蛋白質受體,這個蛋白質受體後來被命名為:TRPV1

他們還發現,這個蛋白質受體擁有能對“熱”做出反應的能力,也就是說,它也是熱敏受體。說白瞭,這個蛋白質受體其實是在感受到疼痛的溫度後,才被激活的。看到這裡我終於明白吃辣椒後,感覺特別辣時,為什麼很多人都要找水和冰淇淋瞭。

所以,TRPV1的發現是一個極其重大的突破,它為我們開啟瞭一扇全新的大門,科學傢可以沿著這個路徑,去研究其他溫度感應受體。事實也是如此,後來科學傢們還真的找到瞭一些,比如:感覺到涼爽的蛋白質受體TRPM8(薄荷素),以及芥末油受體。除此之外,基於TRPV1的研究,也可以幫助科學傢研發新型止痛藥。

阿登·帕塔普蒂安&Piezo s

大衛·朱利葉斯研究搞清楚的是感覺溫度的機制。感覺涼爽的機制(蛋白質受體TRPM8)是由這次的另外一位諾獎得主阿登·帕塔普蒂安發現的。不過,他的研究不局限於此,他後來開始研究機械力是如何轉化成觸覺壓力的。

他的團隊在實驗室當中培養瞭一種生長的膠質瘤細胞系。這個細胞系在感受到輕觸帶來的壓力後會產生電信號來響應。

同樣地,研究團隊依然需要找到是哪個基因在發揮作用。他們的方法也很簡單、粗暴。說白瞭,就是一一滅活候選的基因來看,如果滅活後,對於觸覺的反應消失瞭,那說明很可能和這個基因有關。

通過大量的研究和搜索,最終他們確定瞭一個基因,它所對應的蛋白被命名為:Piezo1。緊接著通過相似性的研究,他們還發現瞭第二個基因,將其對應的蛋白命名為:Piezo2。這些蛋白可以形成一種全新的壓力敏感離子通道。

阿登·帕塔普蒂安的研究表明,Piezo2離子通道對觸覺至關重要,它在身體位置和運動感知的方面起到關鍵作用。

隨著後續的深入研究,科學傢們還發現Piezo1 和 Piezo2對調節其他的生理過程起到關鍵作用,比如:血壓、呼吸和膀胱的控制。

總結

最後我們總結一下,這次獲獎的兩位科學傢通過對於TRPV1、TRPM8以及Piezo1、Piezo2的研究,幫助我們瞭解到瞭人類是如何感受到冷、熱核機械力的,這個過程中背後的神經沖動是如何產生。而這些研究可以幫助科學傢開發相關的藥物。

#2021諾貝爾生理學或醫學獎揭曉##諾貝爾獎#

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  • 本文由 发表于 2021年10月4日
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