密歇根大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了使哺乳動物能夠感知寒冷的蛋白質，填補了感覺生物學領域長期存在的知識空白。
這項發(fā)表在《自然神經(jīng)科學》雜志上的研究結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。
密歇根大學生命科學研究所教授、這項新研究的資深作者、神經(jīng)科學家 Shawn Xu 表示：“該領域在 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)蛋白質能夠感知熱、暖、甚至冷的溫度，但我們無法確認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(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，來自生命科學研究所和密歇根大學文學、科學與藝術學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。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，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，但對有害的寒冷沒有反應。
GluK2 主要存在于大腦的神經(jīng)元中，在那里它接收化學信號以促進神經(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。
“我們現(xiàn)在知道，這種蛋白質在周圍神經(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信號來感知寒冷，”密歇根大學分子、細胞和發(fā)育生物學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胞細菌。
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