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

  • 你的梦想,写在开篇

  • 中国发展高层论坛2026年年会在京开幕

独家策划

推荐阅读
杂交稻的大面积推广显著提升了水稻产量,但其生产长期依赖程序复杂、成本高昂且需年年重复的杂交制种过程。
2026-03-23 09:40
近日,澳大利亚一位机器学习领域科技企业家,通过人工智能大模型自行设计肿瘤疫苗,救治自家患癌宠物犬的故事广受关注。
2026-03-23 09:39
记者从中国石化获悉,我国首套全链条国产化溶液法聚烯烃弹性体工业化装置在天津进入试运行,相关生产技术取得原创性突破,将有效缓解我国光伏等战略性新兴产业对该材料的进口依赖。
2026-03-23 09:33
中国气象局日前发布了2025年度“中国十大气象科技进展”。3年来,评选工作有效推动气象科技成果涌现,助力资源共建共享,大力弘扬科学家精神,促进气象教育科技人才一体推进,持续激发科技能力和人才活力。
2026-03-23 09:32
3月22日是第三十四个“世界水日”,第三十九个“中国水周”同步开启。以非常规水利用为例,我国近年来在农业节水增效、工业节水减排、城镇节水降损等领域取得显著成效。
2026-03-23 09:28
“遥感是人们在距离和感官上的延伸,是认知地球、探查资源、监测环境的重要技术手段。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、湖南省科学技术协会、中南大学、光明网联合承办。
2026-03-20 09:42
每年春季,花粉过敏会给不少人带来困扰。该检测试剂盒采用微量血清特异性洋白蜡花粉过敏原IgE定量检测,用以辅助诊断,成为目前用于花粉症精准诊断的主要方法。
2026-03-20 09:39
3月18日,记者从新疆电力交易中心有限公司获悉,自2010年启动“疆电外送”以来,新疆累计外送新能源电量已达3043.6亿千瓦时,约占总外送电量的三成。
2026-03-20 09:39
吕小康:从现实语义上看,情感AI既指能够识别、理解、模拟和响应人类情感的人工智能技术,也指基于这类技术设计和开发的情感智能体。吕小康:为引导青年群体健康使用情感AI,还需要进一步加强协同治理,培育积极有益的陪伴型人工智能应用环境。
2026-03-20 09:36
据3月17日农情调度,全国早稻育秧已三成半,同比略快。据介绍,北方冬小麦当前的田管重点是继续促进弱苗转化升级,抓好病虫防控,防范春旱、倒春寒、干热风等灾害。“近日国家启动投放1000余万吨氮磷及复合肥储备,作为国家化肥储备重要承储主体,全国供销合作社系统农资企业积极按要求将储备化肥及时集中投放市场,稳定市场价格。
2026-03-20 09:36
小时候我们背过一句话:万物由原子组成。这一路走来,从质子的异常,到夸克模型的提出,再到量子色动力学和标准模型的建立,人类把物质拆解到了17种基本粒子的层级。曾获国家六部委回国人员成就奖、德国洪堡研究奖、吴有训物理奖、中国科学院优秀研究生导师奖。
2026-03-20 09:35
吴晓民(右一)团队在野外工作。藏羚羊曾广泛分布于高原全境,其漫长的演化史与复杂的种群波动,始终是全球动物保护与演化生物学领域关注的焦点。研究团队还通过生态位模拟,锁定了藏羚羊的生命庇护所——青藏高原北部的可可西里、羌塘高原等区域。
2026-03-19 10:11
通知明确,各城市群应优先选择具备条件的燃料电池汽车、绿色氨醇、氢基化工原料替代、氢冶金以及掺氢燃烧等应用场景开展试点,积极探索氢能创新应用场景,形成“1个燃料电池汽车通用场景+N个工业领域应用场景+X个创新应用场景”的氢能综合应用生态。通知要求,氢能综合应用试点以城市群为主体开展申报,城市群应立足自身资源条件,因地制宜、宜氢则氢,避免各场景一拥而上、低水平重复建设。
2026-03-19 10:10
2026中关村论坛年会将于3月25日至29日在北京举办。
2026-03-19 10:04
日前发布的《中国地热产业发展报告2025》显示,我国地热产业多元化利用格局正在形成。在地热供暖发展带动下,我国地热产业规模长期稳居世界第一。
2026-03-19 10:00
由于土豆块茎外形粗陋、埋于地下,又不见于《圣经》,一度被殖民者视为“魔鬼之根”或带毒之物。另一方面,随着城市扩张与人口增长,粮食压力加剧,土豆因高产、耐寒、适宜在小块土地种植而被人们重视。
2026-03-19 10:00
作者:刘琦 仇焕广(分别系中国人民大学助理教授,辽宁大学党委常委、副校长)  今年《政府工作报告》提出,“推进先进适用农机装备研发应用,打通农业科技推广‘最后一公里’”。
2026-03-19 09:59
为此,生态环境法典针对重点流域、重要生态单元设置专门规范,明确长江、黄河等重点区域一体化保护要求,建立协同机制。生态环境法典第三编第六章“生态退化的预防和治理”,整合水土保持法、防沙治沙法的有关规定,分为水土保持、防沙治沙两节。
2026-03-18 09:38
“‘两弹一星’不是孤立的科技突破,而是面向国家需求‘从0到1’的科技创新。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、安徽省科学技术协会、安徽农业大学、光明网联合承办。
2026-03-18 09:27
对于1型糖尿病患者而言,胰腺中那些负责分泌胰岛素、调节血糖的胰岛β细胞,被自身免疫系统错误地当成了“入侵者”,日复一日地遭受攻击,直至彻底损毁。这3个病例,分别代表中国乃至全球再生医学领域的3个“首次”——世界首例自体、中国首例异体、世界首例青少年再生胰岛移植治疗1型糖尿病。
2026-03-18 09:27
加载更多