驻马店专业网站建设,Django可以做门户网站吗,织梦网站栏目添加,网站网页切换怎么做的2021年诺贝尔生理学或医学奖得主#xff1a;戴维朱利叶斯#xff08;David Julius#xff09;和阿尔代姆帕塔普蒂安#xff08;Ardem Patapoutian#xff09;来源#xff1a;科研圈2021 年 10 月 4 日北京时间 17 时 30 分许#xff0c;美国生理学家戴维朱利叶斯#x… 2021年诺贝尔生理学或医学奖得主戴维·朱利叶斯David Julius和阿尔代姆·帕塔普蒂安Ardem Patapoutian来源科研圈2021 年 10 月 4 日北京时间 17 时 30 分许美国生理学家戴维·朱利叶斯David Julius和美国分子生物学家阿尔代姆·帕塔普蒂安Ardem Patapoutian因发现温度和触觉受体获得 2021 年诺贝尔生理学或医学奖。戴维·朱利叶斯David Julius1955 年出生于美国纽约。1984 年于美国加利福尼亚大学伯克利分校University of California, Berkeley毕业并获得博士学位曾于美国哥伦比亚大学Columbia University做博士后研究1989 年入职美国加利福尼亚大学旧金山分校University of California, San Francisco现为该校教授。朱利叶斯曾获得 2010 年度邵逸夫奖2020 年获科学突破奖。阿尔代姆·帕塔普蒂安Ardem Patapoutian1967 年出生于黎巴嫩贝鲁特。年轻时他从饱受战争蹂躏的贝鲁特搬到美国洛杉矶1996 年于美国加州理工学院California Institute of Technology获得博士学位。他曾是加利福尼亚大学旧金山分校的博士后研究员University of California, San Francisco。自 2000 年以来他是美国斯克里普斯研究中心Scripps Research的一名科学家现在他是那里的教授。自 2014 年以来他一直是霍华德·休斯医学研究Howard Hughes Medical Institute所的研究员。我们感知热、冷和触觉的能力对于生存至关重要这是我们与周围世界互动的基础。在日常生活中这些感觉的存在被认为是理所当然但感知温度和压力的神经冲动究竟如何产生今年的诺贝尔奖获得者解决了这个问题。戴维·朱利叶斯利用辣椒素一种来自辣椒的刺激性化合物可引起灼烧感来识别皮肤神经末梢中对热有反应的感受器。阿尔代姆·帕塔普蒂安利用压敏细胞发现了一种可对皮肤和内脏中的机械刺激做出反应的新型感受器。这些突破性发现引领了一系列密集的研究活动使得我们对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解迅速加快。两位获奖科学家发现了感官与环境之间复杂相互作用中的关键性缺失环节。我们如何感知世界人类面临的一大谜题就是我们如何感知所处的环境。几千年来这一机制激发着我们的好奇心例如眼睛如何检测光线声波如何影响我们的内耳以及不同的化合物如何与我们鼻子和嘴巴中的受体相互作用产生嗅觉和味觉。我们还通过其他方式来感知周围的世界。想象一下在炎热的夏天赤脚走过草坪你可以感受到太阳的热力、风的抚摸以及脚下的每一片草叶。对温度、触觉和运动的感知至关重要帮助我们适应不断变化的环境。17 世纪哲学家勒内·笛卡尔René Descartes设想了将皮肤的不同部分与大脑联系起来的“线”。通过这种机制接触明火的脚会向大脑发送机械信号。后来的发现表明人体存在特化的感觉神经元能记录我们周围环境的变化。约瑟夫·厄尔兰格Joseph Erlanger和赫伯特·加塞Herbert Gasser发现机体存在不同类型的感觉神经纤维能对不同刺激作出反应例如对疼痛和非疼痛触摸的反应二人因此获得了 1944 年诺贝尔生理学或医学奖。随后科学家证明神经细胞已经高度特化以检测和转导不同类型的刺激这令我们能够对周围的环境进行细微的感知。例如我们能够通过指尖感受表面纹理差异也能辨别令人愉悦的温暖和令人痛苦的灼烧。图 1描绘哲学家勒内·笛卡尔设想中热量如何向大脑发送机械信号的插图。在戴维·朱利叶斯和阿尔代姆·帕塔普蒂安的发现之前我们对神经系统如何感知和诠释环境信息的理解中包含一个尚未解决的基本问题温度和机械刺激如何在神经系统中被转化为电脉冲“热”的科学在 20 世纪 90 年代后期美国加利福尼亚大学旧金山分校的戴维·朱利叶斯在对化合物辣椒素capsaicin如何引发接触辣椒时的灼烧感的分析中看到了胜利的曙光。彼时我们已知辣椒素可以激活引起疼痛感受的神经细胞但这种化学物质具体如何起到这个作用仍是未解之谜。朱利叶斯和同事创建了一个包含数百万个 DNA 片段的文库这些片段对应感觉神经元表达的基因它们可以对疼痛、热和触觉做出反应。朱利叶斯和同事假定这个 DNA 库中包含了编码与辣椒素反应的蛋白质的 DNA 片段。他们在一般不对辣椒素起反应的体外培养细胞中将上述 DNA 文库的基因单独表达了出来。经过大量的工作和艰苦的搜索他们确定了一个能够使细胞对辣椒素敏感的基因——机体感受辣椒素的基因被发现了进一步的实验表明他们找到的这个基因编码了一种新的离子通道蛋白这一辣椒素受体后来被命名为 TRPV1。当朱利叶斯探索这种蛋白质对热的反应能力时他意识到这是一种热敏受体它能在令人感到疼痛的温度下被激活。图 2 戴维·朱利叶斯使用辣椒中的辣椒素鉴定出了 TRPV1这是一种由伤害性温度激活的离子通道。科学家随后还鉴定出了其他相关的离子通道我们现在知道了不同的温度在神经系统中诱发电信号的机制。TRPV1 的发现是一项重大突破这为揭开其他温度感应受体开辟了道路。戴维·朱利叶斯和阿尔代姆·帕塔普蒂安各自独立地使用化合物薄荷醇menthol鉴定出 TRPM8——一种被证明会被寒冷激活的受体。随后人们发现了能被一系列不同温度激活的、与 TRPV1 和 TRPM8 相关的其他离子通道。许多实验室开展了相关的研究项目他们利用没有这些新基因的基因工程小鼠来研究这些通道在热感觉中的作用。而正是戴维·朱利叶斯对 TRPV1 的发现使我们得以了解不同温度在神经系统中诱发电信号的机制。“压力”研究当人体感知温度的机制被不断揭开时科学界仍不清楚人体将机械刺激转化为触压觉的机制。此前研究人员曾在细菌中发现了能感知机械力的受体但脊椎动物的触觉机制仍然未知。在位于美国加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯研究所阿尔代姆·帕塔普蒂安希望能鉴定出人体中尚未被发现的、能被机械刺激激活的受体。帕塔普蒂安与合作者们首先鉴定出了一种细胞系当用微量移液头戳中单个细胞时它们都会发出一个可测量的电信号。他们首先假设被机械力激活的受体是一种离子通道受体随后识别出编码该受体的 72 个候选基因。他们通过将细胞中这些基因一一沉默以寻找在这个细胞系中负责感知机械力的基因。经过一段艰苦的研究过程帕塔普蒂安和同事们成功地确定了一个基因当它被沉默之后细胞对微量移液头的戳刺不再敏感。自此他们发现了一种全新的、对机械力敏感的离子通道并以希腊语中表示“压力”的词汇将其命名为 Piezo1。他们还发现了一个与Piezo1相似的基因并将其命名为Piezo2它在感觉神经元中处于高表达水平。通过进一步研究他们证实 Piezo1 和 Piezo2 是离子通道受体对细胞膜施加压力可直接激活这两种受体。图3帕塔普蒂安使用体外培养的、对机械力敏感的细胞来识别能被机械力激活的离子通道。经过艰苦的研究工作他们确定了第一个编码感知机械力离子通道的基因Piezo1。基于与Piezo1的相似性他们发现了第二个同类基因Piezo2。基于这些突破性研究帕塔普蒂安团队以及其他研究团队发表了一系列论文证明 Piezo2 离子通道对触觉至关重要。相关研究还证明Piezo2 在感知身体位置和运动也称为本体感觉中发挥着关键作用。此外机械力感知蛋白离子通道 Piezo1 和 Piezo2 已被证明参与调控血压、呼吸和排尿等其他重要的生理过程。塑造感觉今年诺贝尔奖获得者关于 TRPV1、TRPM8 和 Piezo 通道家族的突破性发现使我们理解了冷、热、机械作用力如何触发神经冲动以及人类感知并适应外界刺激的机制。TRP 通道家族正是我们温度感知能力的核心。Piezo2 离子通道则赋予了我们触觉以及获得本体感觉的能力。人体还有大量其他生理功能赖于 TRP 和 Piezo 通道家族它们均建立在机体对温度和机械作用力等其他刺激的感受之上。基于今年获诺贝尔奖的发现还有众多研究正在进行之中研究者正致力于阐明它们在各种生理过程中的功能。这些知识将大范围应用在开发众多疾病疗法的过程中。图4. 今年诺贝尔奖获得者的开创性发现解释了热、冷和触觉如何在我们的神经系统中触发信号。获奖者发现的离子通道对许多生理过程和疾病至关重要。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市大脑研究计划构建互联网城市大脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。每日推荐范围未来科技发展趋势的学习型文章。目前线上平台已收藏上千篇精华前沿科技文章和报告。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
