今年的诺贝尔生理学或医学奖授予了David Julius和Ardem Patapoutian,他们发现了我们神经系统中的受体,使我们能够识别热、冷和触觉。
当我们感知到周围世界的感觉时——例如炎热的阳光、冰冷的冰块,甚至拥抱的压力——我们的神经系统会解读这些感觉,将信号发送到大脑,然后大脑会判断我们正在体验什么。 Julius和Patapoutian发现了在识别这些感觉方面起着关键作用的受体。他们的工作已帮助世界各地的研究人员找到了用于治疗急性和慢性疼痛的新型药物靶点。
加州大学旧金山分校生理学和分子生物学教授David Julius研究了身体如何确定触碰时感知到的物质是疼痛、热还是冷。具体来说,他专注于弄清楚哪些信号被发送到大脑。为了完成这项工作,他和他在UCSF的团队使用了许多自然界中发现的特别疼痛的物质,包括辣椒,其中含有辣椒素分子。这种分子长期以来一直困扰着科学家。辣椒素会欺骗大脑,使其认为该物质是热的,从而产生灼热、疼痛的感觉。
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Julius发现了一组称为TRP的新型蛋白质,它们在向大脑传递辣椒素等物质会引起疼痛的信号方面起着关键作用。这些新型TRP的发现为研究人员提供了治疗疼痛的新药物靶点。通过影响这些TRP向大脑发送信号的方式,这些药物制剂可能成为有效的止痛药。
虽然 Julius专注于研究我们如何感受热、疼痛和冷,但加州拉霍亚斯克里普斯研究所的分子生物学家兼神经科学家Ardem Patapoutian则致力于研究大脑如何解读触觉。如果你想象一下简单的拥抱或被拥抱的行为,我们神经系统中的受体必须感知我们的感受并将信号发送到大脑,以便我们能够解读它。
据诺贝尔委员会称,尽管听起来很简单,但触觉——无论是拥抱还是皮肤被戳到——仍然是一个谜。Patapoutian发现了一组称为PIEZ基因的受体;它们的主要作用是感知从拥抱的触感,到自己肌肉和内脏的感觉。除了让你享受朋友的拥抱或跳起躲避兄弟的手臂抓挠,这些受体还能帮助你感知自己身体的运动,从而让你产生平衡感——这是一种称为本体感觉的术语——以及判断吃饱一顿大餐后胃部有多满。
Patapoutian发现的PIEZ01和PIEZ02基因也与一系列涉及本体感觉的遗传性疾病有关。此外,根据2020年《自然》杂志的一篇文章,PIEZ基因可能还在其他领域发挥作用,例如为什么宇航员在太空中会经历骨质流失。这些本体感觉受体,因为它们感知力,也可能成为治疗慢性疼痛的靶点。
诺贝尔奖每年十月在多个类别颁发;科学领域的主要奖项是医学和生理学、物理学和化学奖。去年的生理学和化学奖授予了发现丙型肝炎病毒的Harvey J. Alter、Michael Houghton和Charles M. Rice。