2021年諾貝爾生理學或醫學獎授予在感知溫度和觸覺方面的發現

戴維·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安的研究揭示了這些基本感覺的分子基礎

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在經歷了以破壞性的大流行病和開發幾種高效疫苗的艱鉅努力為特徵的一年半之後,今年的諾貝爾生理學或醫學獎有點出人意料。它被授予在人體如何感知溫度和觸覺方面的發現。

該獎項授予加州大學舊金山分校的戴維·朱利葉斯和加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯研究所的阿登·帕塔普蒂安,因為他們發現了神經如何將刺激——辣椒的灼燒感,或擁抱的輕柔壓力——轉化為大腦可以感知的訊號的分子基礎。

人類感知冷熱、壓力和位置的能力對於感知和反應周圍環境至關重要。瞭解它們的工作原理對於治療慢性疼痛和其他疾病至關重要。


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諾貝爾委員會成員帕特里克·恩福斯在瑞典星期一舉行的新聞釋出會上宣佈該獎項時說:“戴維·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安的工作解開了自然的秘密之一。”

2021年諾貝爾生理學或醫學獎共同授予戴維·朱利葉斯和阿登·帕塔普蒂安,“以表彰他們發現溫度和觸覺感受器”。 來源:Niklas Elmehed © 諾貝爾獎推廣

加州大學舊金山分校的朱利葉斯和他的同事致力於尋找辣椒素的受體,辣椒素是辣椒中引起疼痛灼燒感的成分。他們鑑定了編碼一種新蛋白質的基因,稱為TRPV1——細胞膜中的離子通道,該通道在受熱時開啟。朱利葉斯在一家雜貨店購物時產生了進行辣椒素實驗的想法:“有一天走過超市的通道,看到所有這些熱辣椒醬等等,我在想,‘我們真的必須完成這個專案,’”他在星期一的新聞釋出會上說。“我妻子說,‘好吧,那你應該開始做了!’”

朱利葉斯和帕塔普蒂安獨立地鑑定了另一種蛋白質:TRPM8,它對寒冷和薄荷醇敏感。此外,帕塔普蒂安和他的同事鑑定了感知觸覺的蛋白質基因,稱為Piezo1和Piezo2。他表明這兩種蛋白質是力啟用的離子通道。Piezo2 還被發現對於感知肢體在空間中的位置很重要,這種能力被稱為本體感覺。

帕塔普蒂安是一位亞美尼亞裔美國人,在戰火紛飛的黎巴嫩長大,18 歲來到美國。他說他已經學會了不把他所擁有的機會視為理所當然。在星期一的新聞釋出會上,他感謝了許多其他同事的工作。“我只想強調,這些研究背後有一個完整的領域——特別是在我的實驗室裡,有一大群年輕、熱情、聰明的科學家,包括研究生和博士後,他們實際上在做這項工作。”

曹爾湖曾是朱利葉斯實驗室的博士後研究員,現在是猶他大學的生物化學助理教授,他說他“並不驚訝”加州大學舊金山分校的研究員因這項工作獲得諾貝爾獎。“溫度感知是一種非常基本的感覺,”曹補充說。“如果你不能感知溫度,你可能會喝非常熱的咖啡而沒有注意到。”他指出,疼痛反應從根本上說是保護性的,但如果它出錯,可能會引起慢性疼痛。

帕塔普蒂安實驗室的博士後學生,即將成為休斯頓貝勒醫學院助理教授的卡拉·馬歇爾說:“有了這些發現,特別是 Piezo 離子通道的發現,這太令人興奮了,因為它為我們提供了真正瞭解我們生理學各個不同方面的工具——從觸覺到你如何控制血壓以及感知去洗手間的需要。” 馬歇爾補充說:“這些事情我們認為是理所當然的,因為它們對於我們生理學和感覺世界的各個不同方面都非常重要。”

斯克裡普斯研究所的總裁兼執行長彼得·舒爾茨在一份宣告中說:“諾貝爾獎是對這些發現的極好認可。” “自從阿登第一次來到斯克裡普斯以來,我就密切關注他的職業生涯,並且可以說他是一位傑出的科學家、導師和同事,也是一個很棒的人。”

坦尼婭·劉易斯大眾科學負責健康和醫學的高階編輯。她為網站和印刷雜誌撰寫和編輯有關從 COVID 到器官移植等主題的文章。她還出現在大眾科學的播客Science, Quickly 中,並撰寫大眾科學的每週健康與生物學新聞通訊。她在大眾科學的八年中擔任過許多職位,包括健康編輯、助理新聞編輯和大眾科學思想的副編輯。此前,她曾為 Insider、Wired、Science News 等媒體撰稿。她擁有布朗大學的生物醫學工程學位和加州大學聖克魯斯分校的科學傳播學位。在 Bluesky 上關注她 @tanyalewis.bsky.social

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