密歇根大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了使哺乳動物能夠感知寒冷的蛋白質(zhì)，填補了感覺生物學(xué)領(lǐng)域長期存在的知識空白。
這項發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果可能有助于揭示我們在冬天如何感知和遭受寒冷的影響，以及為什么一些患者在特定疾病條件下會經(jīng)歷不同的寒冷。
密歇根大學(xué)生命科學(xué)研究所教授、這項新研究的資深作者、神經(jīng)科學(xué)家 Shawn Xu 表示：“該領(lǐng)域在 20 多年前就開始發(fā)現(xiàn)這些溫度傳感器，并發(fā)現(xiàn)了一種名為 TRPV1 的熱敏蛋白。”
“各種研究都發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)能夠感知熱、暖、甚至冷的溫度，但我們無法確認(rèn)是什么能夠感知低于 60 華氏度的溫度。”
在2019 年的一項研究中，徐實驗室的研究人員在秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)了第一個冷感受體蛋白，秀麗隱桿線蟲是一種毫米長的蠕蟲，實驗室將其作為理解感覺反應(yīng)的模型系統(tǒng)進行研究。
由于編碼線蟲蛋白的基因在包括小鼠和人類在內(nèi)的許多物種中在進化上是保守的，這一發(fā)現(xiàn)為驗證哺乳動物的冷傳感器提供了一個起點：一種名為 GluK2 的蛋白質(zhì)(谷氨酸離子型受體紅藻氨酸亞基 2 的縮寫) )。
在這項最新研究中，來自生命科學(xué)研究所和密歇根大學(xué)文學(xué)、科學(xué)與藝術(shù)學(xué)院的一組研究人員在缺少 GluK2 基因、因此無法產(chǎn)生任何 GluK2 蛋白的小鼠中測試了他們的假設(shè)。通過一系列實驗來測試動物對溫度和其他機械刺激的行為反應(yīng)，研究小組發(fā)現(xiàn)小鼠對炎熱、溫暖和涼爽的溫度有正常反應(yīng)，但對有害的寒冷沒有反應(yīng)。
GluK2 主要存在于大腦的神經(jīng)元中，在那里它接收化學(xué)信號以促進神經(jīng)元之間的通信。但它也在周圍神經(jīng)系統(tǒng)(大腦和脊髓之外)的感覺神經(jīng)元中表達(dá)。
“我們現(xiàn)在知道，這種蛋白質(zhì)在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮著完全不同的功能，它處理溫度信號而不是化學(xué)信號來感知寒冷，”密歇根大學(xué)分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)副教授兼共同高級作者 Bo Duan 說。研究的。
雖然 GluK2 因其在大腦中的作用而聞名，但 Xu 推測這種溫度傳感作用可能是該蛋白質(zhì)的最初用途之一。GluK2 基因在整個進化樹上都有親戚，可以一直追溯到單細(xì)胞細(xì)菌。
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