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吃辣椒感到热也能获诺贝尔奖?看完才知道不简单
www.creaders.net | 2021-10-05 08:01:28  钟铭聊科学 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

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墙内自媒体钟铭聊科学:又到了一年一度的诺贝尔生理学或医学奖公布的时刻,今年的诺贝尔获奖得主是:大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)两位生物学家。首先,恭喜两位科学家获得了本次诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖,表彰他们发现了人类感知疼痛和温度的机制。

话说这一次大多数人又猜错了,很多人原本猜测这次的诺奖大热门是:MRNA疫苗,结果也算是出乎意料了。那这次的两位获奖者到底是什么来头?他们研究又有什么用呢?

人类感知疼痛和温度的机制

大卫·朱利叶斯来是自于加州旧金山大学生理学及分子的生物学教授,而阿登·帕塔普蒂安是来自于美国斯克利普斯研究所的生物学教授。

在过去的15年中,这两位科学家以及他们所在的团队发现了人类感知疼痛和温度的机制。他们的研究成果让我们了解到触觉的基础机制,同时使得人类可以针对慢性痛症开发药物。那它们到底是如何研究出来的呢?

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话说很早以前,科学家们就发现人类通过触觉感受到冷热、疼痛、压力的能力对于人类生存起到了至关重要的作用,这是人类与这个世界的连接基础。我们都知道,人类有五种感官系统,分别是:视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉。

其中,对于触觉的研究一直举步不前。要知道触觉包括了很多,比如:感受温度是依靠触觉 ,机械力的作用也是触觉。还有一个比较颠覆三观的,那就是“辣”引起的是痛感,也是通过触觉来实现的。这次的科学家就是让人类对于触觉的研究往前迈了一大步。

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大卫·朱利叶斯&TRPV1

上世纪80年代开始,大卫·朱利叶斯教授所带领的团队就开始研究这个课题。他们正是从“辣椒引起痛觉”这里入手,详细研究了辣椒素是如何通过触感让人感知到灼烧感。

在这之前,科学家已经发现了辣椒素可以激活痛感神经的细胞,而大卫·朱利叶斯的团队创建了一个包含了百万个DNA片段的基因库。在这个基因库当中,这些DNA片段都是神经元中能对疼痛、热和触感做出反应的基因。

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大卫·朱利叶斯和他的团队在这个基因库中,找到了能够与辣椒素反应的DNA片段。通过对DNA片段的进一步研究,他们发现这个DNA片段可以通过编码出一种离子通道蛋白质受体,这个蛋白质受体后来被命名为:TRPV1。

他们还发现,这个蛋白质受体拥有能对“热”做出反应的能力,也就是说,它也是热敏受体。说白了,这个蛋白质受体其实是在感受到疼痛的温度后,才被激活的。看到这里我终于明白吃辣椒后,感觉特别辣时,为什么很多人都要找水和冰淇淋了。

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所以,TRPV1的发现是一个极其重大的突破,它为我们开启了一扇全新的大门,科学家可以沿着这个路径,去研究其他温度感应受体。事实也是如此,后来科学家们还真的找到了一些,比如:感觉到凉爽的蛋白质受体TRPM8(薄荷素),以及芥末油受体。除此之外,基于TRPV1的研究,也可以帮助科学家研发新型止痛药。

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阿登·帕塔普蒂安&Piezo s

大卫·朱利叶斯研究搞清楚的是感觉温度的机制。感觉凉爽的机制(蛋白质受体TRPM8)是由这次的另外一位诺奖得主阿登·帕塔普蒂安发现的。不过,他的研究不局限于此,他后来开始研究机械力是如何转化成触觉压力的。

他的团队在实验室当中培养了一种生长的胶质瘤细胞系。这个细胞系在感受到轻触带来的压力后会产生电信号来响应。

同样地,研究团队依然需要找到是哪个基因在发挥作用。他们的方法也很简单、粗暴。说白了,就是从灭活候选的基因来看,如果灭活后,对于触觉的反应消失了,那说明很可能和这个基因有关。

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通过大量的研究和搜索,最终他们确定了一个基因,它所对应的蛋白被命名为:Piezo1。紧接着通过相似性的研究,他们还发现了第二个基因,将其对应的蛋白命名为:Piezo2。这些蛋白可以形成一种全新的压力敏感离子通道。

阿登·帕塔普蒂安的研究表明,Piezo2离子通道对触觉至关重要,它在身体位置和运动感知的方面起到关键作用。

随着后续的深入研究,科学家们还发现Piezo1 和 Piezo2对调节其他的生理过程起到关键作用,比如:血压、呼吸和膀胱的控制。

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总结

最后我们总结一下,这次获奖的两位科学家通过对于TRPV1、TRPM8以及Piezo1、Piezo2的研究,帮助我们了解到了人类是如何感受到冷、热核机械力的,这个过程中背后的神经冲动是如何产生。而这些研究可以帮助科学家开发相关的药物。

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