2021年诺贝尔生理学或医学奖授予在感知温度和触觉方面的发现

戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安的研究揭示了这些基本感觉的分子基础

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在经历了以破坏性的大流行病和开发几种高效疫苗的艰巨努力为特征的一年半之后,今年的诺贝尔生理学或医学奖有点出人意料。它被授予在人体如何感知温度和触觉方面的发现。

该奖项授予加州大学旧金山分校的戴维·朱利叶斯和加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的阿登·帕塔普蒂安,因为他们发现了神经如何将刺激——辣椒的灼烧感,或拥抱的轻柔压力——转化为大脑可以感知的信号的分子基础。

人类感知冷热、压力和位置的能力对于感知和反应周围环境至关重要。了解它们的工作原理对于治疗慢性疼痛和其他疾病至关重要。


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诺贝尔委员会成员帕特里克·恩福斯在瑞典星期一举行的新闻发布会上宣布该奖项时说:“戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安的工作解开了自然的秘密之一。”

2021年诺贝尔生理学或医学奖共同授予戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安,“以表彰他们发现温度和触觉感受器”。 来源:Niklas Elmehed © 诺贝尔奖推广

加州大学旧金山分校的朱利叶斯和他的同事致力于寻找辣椒素的受体,辣椒素是辣椒中引起疼痛灼烧感的成分。他们鉴定了编码一种新蛋白质的基因,称为TRPV1——细胞膜中的离子通道,该通道在受热时打开。朱利叶斯在一家杂货店购物时产生了进行辣椒素实验的想法:“有一天走过超市的通道,看到所有这些热辣椒酱等等,我在想,‘我们真的必须完成这个项目,’”他在星期一的新闻发布会上说。“我妻子说,‘好吧,那你应该开始做了!’”

朱利叶斯和帕塔普蒂安独立地鉴定了另一种蛋白质:TRPM8,它对寒冷和薄荷醇敏感。此外,帕塔普蒂安和他的同事鉴定了感知触觉的蛋白质基因,称为Piezo1和Piezo2。他表明这两种蛋白质是力激活的离子通道。Piezo2 还被发现对于感知肢体在空间中的位置很重要,这种能力被称为本体感觉。

帕塔普蒂安是一位亚美尼亚裔美国人,在战火纷飞的黎巴嫩长大,18 岁来到美国。他说他已经学会了不把他所拥有的机会视为理所当然。在星期一的新闻发布会上,他感谢了许多其他同事的工作。“我只想强调,这些研究背后有一个完整的领域——特别是在我的实验室里,有一大群年轻、热情、聪明的科学家,包括研究生和博士后,他们实际上在做这项工作。”

曹尔湖曾是朱利叶斯实验室的博士后研究员,现在是犹他大学的生物化学助理教授,他说他“并不惊讶”加州大学旧金山分校的研究员因这项工作获得诺贝尔奖。“温度感知是一种非常基本的感觉,”曹补充说。“如果你不能感知温度,你可能会喝非常热的咖啡而没有注意到。”他指出,疼痛反应从根本上说是保护性的,但如果它出错,可能会引起慢性疼痛。

帕塔普蒂安实验室的博士后学生,即将成为休斯顿贝勒医学院助理教授的卡拉·马歇尔说:“有了这些发现,特别是 Piezo 离子通道的发现,这太令人兴奋了,因为它为我们提供了真正了解我们生理学各个不同方面的工具——从触觉到你如何控制血压以及感知去洗手间的需要。” 马歇尔补充说:“这些事情我们认为是理所当然的,因为它们对于我们生理学和感觉世界的各个不同方面都非常重要。”

斯克里普斯研究所的总裁兼首席执行官彼得·舒尔茨在一份声明中说:“诺贝尔奖是对这些发现的极好认可。” “自从阿登第一次来到斯克里普斯以来,我就密切关注他的职业生涯,并且可以说他是一位杰出的科学家、导师和同事,也是一个很棒的人。”

坦尼娅·刘易斯大众科学负责健康和医学的高级编辑。她为网站和印刷杂志撰写和编辑有关从 COVID 到器官移植等主题的文章。她还出现在大众科学的播客Science, Quickly 中,并撰写大众科学的每周健康与生物学新闻通讯。她在大众科学的八年中担任过许多职位,包括健康编辑、助理新闻编辑和大众科学思想的副编辑。此前,她曾为 Insider、Wired、Science News 等媒体撰稿。她拥有布朗大学的生物医学工程学位和加州大学圣克鲁斯分校的科学传播学位。在 Bluesky 上关注她 @tanyalewis.bsky.social

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