点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:他们发现温度和触觉感受器
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

他们发现温度和触觉感受器

来源:科技日报2021-10-08 09:53

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  左:戴维·朱利叶斯,1955年出生于美国纽约,1989年被加州大学旧金山分校聘为教授。

  右:阿德姆·帕塔普蒂安,1967年出生于黎巴嫩贝鲁特,现任美国斯克里普斯研究中心教授、霍华德休斯医学研究所研究员。

  人类面临的最大谜题之一,是我们如何感知环境,例如,眼睛如何探测光、声波如何影响我们的内耳、不同的化合物如何与鼻子和嘴巴中的感受器相互作用并产生气味和味道,还有太阳的炎热、风的抚摸……这些对温度、触觉和运动的印象对于我们适应不断变化的环境至关重要。

  在日常生活中,我们认为这些感觉是理所当然的,但是神经冲动是如何启动,从而感知温度和压力呢?今年的诺贝尔生理学或医学奖得主已经解决了这个问题。

  来自美国加州大学旧金山分校的教授戴维·朱利叶斯利用从辣椒中提取的辣椒素,识别出了皮肤神经末梢中对热做出反应的传感器。美国斯克利普斯研究所的阿德姆·帕塔普蒂安使用压敏细胞发现了一种新型传感器,可以对皮肤和内脏中的机械刺激做出反应。

  这些突破性的发现促进了我们对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解。两位获奖者在我们对感官与环境之间复杂相互作用的理解中发现了关键的缺失环节。

  研究工作如辣椒般火热

  在20世纪90年代后期,朱利叶斯通过分析辣椒素如何引起身体的灼热感,看到了重大进步的可能性。已知辣椒素可以激活引起疼痛感的神经细胞,但这种化学物质如何真正发挥这种功能是一个未解之谜。

  朱利叶斯和他的同事创建了一个包含数百万个DNA片段的库,这些片段对应于在感觉神经元中表达的基因,这些基因可以对疼痛、高温和触摸做出反应。朱利叶斯和同事们假设,该基因库中应该包含一个DNA片段,可编码一种能够对辣椒素做出反应的蛋白质。

  经过艰难地搜索,他们发现了一个能够使细胞对辣椒素敏感的基因——辣椒素感应基因。该基因编码了一种新的离子通道蛋白,这种新发现的辣椒素受体后来被命名为TRPV1,是一种热敏受体,在令人感觉疼痛的温度下会被激活。

  TRPV1的发现是一项重大突破,为发现其他温度感应受体开辟了道路。

  朱利叶斯和帕塔普蒂安各自独立地使用化学物质薄荷醇来鉴定TRPM8,这是一种被证明可以被寒冷激活的受体。与TRPV1和TRPM8相关的其他离子通道被鉴定出来,它们可以在不同的温度范围被激活。

  在压力下研究“压力”

  虽然温度感觉的机制被发现了,但机械刺激如何转化为触觉和压力感仍不清楚。帕塔普蒂安希望确定被机械刺激激活的受体到底是什么。

  他与合作者首先确定了一种细胞系,当用微量移液管戳单个细胞时,该细胞系会发出可测量的电信号。他们识别出72个编码可能受体的候选基因,将这些基因一一灭活,以找出与机械敏感性有关的基因。

  他们成功地识别出了一种基因,该基因的沉默使细胞对微量移液器的戳刺不敏感。一种全新的、完全未知的机械敏感离子通道被发现,并被命名为Piezo1,取自希腊语中“压力”一词。接着,他们发现了与Piezo1相似的感觉神经元表达高水平的第二个基因,命名为Piezo2。进一步的研究证实Piezo1和Piezo2是离子通道,通过对细胞膜施加压力而直接激活。

  除了对触觉至关重要,Piezo2离子通道还在对身体位置和运动感知(即本体感觉)中发挥关键作用。此外,Piezo1和Piezo2通道还可以调节其他重要的生理过程,包括血压、呼吸和膀胱控制。

  一切发现都是值得的

  今年的诺贝尔奖获得者对TRPV1、TRPM8和Piezo通道的开创性发现,让我们了解了热、冷和机械力如何引发神经冲动,使我们能够感知和适应周围的世界。TRP通道是我们感知温度能力的核心;Piezo2通道赋予我们触觉和感知身体部位位置和运动的能力。TRP和Piezo通道还有助于许多额外的生理功能,这些功能依赖于感知温度或机械刺激。

  由朱利叶斯和帕塔普蒂安的发现而引发的科学研究正紧锣密鼓地展开,科学家们正专注于阐明它们在各种生理过程中的功能。这一发现也正被用于开发治疗各种疾病如慢性疼痛的方法。(记者 张佳欣)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 卢沟桥上的守望传承人

  • 黄河调水调沙进入集中排沙阶段

独家策划

推荐阅读
在河北雄安人工智能产业园的一楼展厅里,一台工业机器人正利落地演示货物搬运,机械臂精准而有力;楼上,键盘敲击声此起彼伏,研发人员专注地写着代码。产业园一年前才“开业”,如今已成为人工智能公司发展的产业高地。这里诞生的国内首个处理结构化数据的通用大模型,适用于多个工业场景;这里诞生了便携式颅脑出血检测分析仪,让医学检查更加快捷便利……
2026-07-07 09:44
从“争第一”的局部超越,到“创唯一”的向上突围,再到“守专一”的产业韧性,这三重创新路径相互交织,共同勾勒出中国从“世界工厂”迈向“创新引擎”的壮阔图景
2026-07-07 09:42
近日,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇古日乃嘎查的航天育种试验基地内,曾搭载实践十九号卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在地面选育试验中取得关键进展——首批试验植株成功开花。
2026-07-07 09:40
高校专业目录的更新,绝非简单的名称变动,而是立足国家需要、顺应产业发展、面向科技前沿之举。新农科教育已不再是单纯的“种地养猪”,而是要有系统思维和交叉学科背景,特别是打破农学、工学、理学等传统学科壁垒。
2026-07-07 09:39
夏日时节,我们有时会看到湖泊或水库的水面被一层厚厚的绿色“油漆”覆盖,水体浑浊还伴有一股怪味。“这种差异解释了为什么蓝藻水华会出现种群层面的快速崩溃,‘死亡信号’一旦扩散,就会迅速引发整片区域的蓝藻种群崩溃,也解释了为什么蓝藻水华会‘突然消失’。
2026-07-07 09:36
天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,于近日与小行星2016HO3成功交会,到达距离小行星20千米处,开始科学探测。
2026-07-06 10:03
发射节奏加快、组网进程提速……近段时间以来,商业航天领域捷报频传,产业发展动能持续增强。
2026-07-06 09:54
航运活跃,满载着中国经济的蓬勃生机,也给水上交通安全带来更大挑战。今年以来,我国海事部门接连推出新举措,通航管理越来越精细高效。
2026-07-06 09:53
6月25日,科技部党组书记、部长阴和俊作了“建设科技强国支撑高质量发展”专题报告,现以问答形式摘要刊发。
2026-07-06 09:50
余姚在人才项目孵化中,不搞“撒胡椒面”式的平均用力,而是探索让链主企业充当“母体”,将创业团队“孵”出来。
2026-07-06 09:48
作为获批建设的全国首个引领性国家创新型城市,2024年、2025年,南京在全国城市创新能力百强榜单中连续两年位居第五。
2026-07-06 09:40
近年来,场景已成热词,一些企业甚至认为:“缺场景比缺资金还紧迫。我国有14亿多人口,庞大的人口基数孕育了巨大的消费市场和多样化需求,为新技术新产品提供了广阔而丰富的应用场景。
2026-07-03 09:50
夏日炎炎,海南三亚崖州湾,田间的南繁季已结束,而“数据田”里的育种仍在进行。走进海南大学南繁学院,基因组与大数据育种实验室里,不见培养皿与种苗圃,映入眼帘的是运转不息的机房。
2026-07-03 09:28
本次特检坞修历时25天,团队逐项攻坚100余项检修改造项目,同步完成全套船舶资质证书更新换发,完成燃油舱扩容升级,新增149立方米舱容,续航力由1.5万海里增加至1.8万海里,船舶自持力由60天提升至70天。
2026-07-03 09:21
北京经济技术开发区相关负责人表示,这座工厂把汽车、3C领域的精密制造经验“移植”到机器人身上,不仅让批量生产更稳、成本更低,还让每台机器人品质如一。作为世界机器人大会永久举办地,未来,北京亦庄将锚定“世界机器人看亦庄”的目标,在制造、数据、场景、安全治理上全面发力。
2026-07-03 09:20
据了解,2026年以来,我国搭载组合驾驶辅助功能的乘用车新车市场渗透率达到70%,其中,配备领航驾驶辅助功能(NOA)的车型渗透率超过30%。《智能网联汽车组合驾驶辅助系统安全要求》立足我国产业发展和行业监管需求,兼顾技术可行性、产品兼容性与落地实操性。
2026-07-03 09:20
生成式人工智能正以前所未有的力量重塑全球高等教育。面对这把“双刃剑”,如何在教育赋能与风险防控之间找到平衡,探索适应人工智能时代的高校治理路径,是全球高校共同面对的时代命题。全球高校对生成式人工智能的治理逐渐超越单纯的技术风险防控,迈向关于价值、规则与能力的系统性重构。
2026-07-02 09:20
今后钢铁厂、水泥厂、数据中心等用电大户,不能再随心所欲地使用煤电了,必须消费一定比例的可再生能源。长期以来,我国可再生能源产业发展重心锚定发电侧扩张,风电、光伏装机规模连年攀升,绿色能源供给能力实现跨越式增长。
2026-07-02 09:44
截至目前,全国配发832套流动科技馆,巡展7956站,服务公众2.57亿人次;科普大篷车累计配发1880辆,下沉乡镇及偏远地区,开展活动49.6万次,服务基层公众达4.07亿人次,行驶里程6188.5万公里,相当于绕地球1547圈。
2026-07-02 09:19
国家能源局日前发布《中国供电发展报告2026》,其中显示,我国已建成全球规模最大的电力供应体系,居民用户和小微企业告别了“花钱办电”的历史,人民群众用电获得感明显增强。
2026-07-02 09:40
加载更多