仔细观察赢得2021年诺贝尔医学奖的生理学家

2021年10月4日星期一,斯德哥尔摩皇家瑞典科学院宣布了诺贝尔生理学或医学奖的获奖者。该奖项被授予了物理学的戴维·朱利叶斯

2021年10月4日星期一,斯德哥尔摩皇家瑞典科学院宣布了诺贝尔生理学或医学奖的获奖者。该奖项共同授予生理学家戴维·朱利叶斯(David Julius),分子生物学家和神经科学家Ardem Patapoutian。这些人因研究人类感知感而感到荣幸。每个人都独立于另一个,发现了人体对触摸和温度反应的机制。

这五种感官的重要性不能低估。它们是我们体验和理解周围世界的媒介,将外部刺激转化为电信号,我们的大脑转化为视觉,声音,气味,触摸和味道的感觉。然而,这种转变在分子层面上的确切作用尚不清楚,仍然仍然是现代科学中最难以捉摸的问题之一。

因此,该学院很少无法聚焦研究人员,他们为解决这个持久的谜团做出了贡献。 1961年获得诺贝尔奖的乔治·冯·贝克西(GeorgVonBékésy)弄清了我们的耳膜如何将压力波转换为振动。仅仅六年后,Ragnar Granit,Halden Keffer Hartline和George Wald获得了同样的奖项,因为他们的“有关眼中的生理和化学视觉过程的发现”。

朱利叶斯博士和帕特图里安博士的研究都在其前辈的工作基础上,超越了其前任的工作。与其他感官(与特定器官相关的力学)相比,疼痛和压力受体嵌入神经系统中,可以在我们整个身体中找到,这使得它们难以研究。朱利叶斯(Julius)试图合理化奖品的朱利叶斯(Julius)博士在周一告诉媒体。DavidJulius:为什么辛辣食物味道很热?

朱利叶斯博士于1955年出生于布鲁克林的布莱顿海滩,父母是阿什肯纳兹犹太血统的父母。他决定从小就成为一名研究人员,获得了麻省理工学院的学士学位,然后获得了加利福尼亚大学伯克利分校的博士学位。他通过哥伦比亚大学的博士后培训计划完成了教育,有关5-羟色胺和LSD的研究激发了人们对人体如何处理和对外界做出反应的兴趣。

朱利叶斯博士目前担任旧金山加利福尼亚分校生理学系主任,早在1997年就进行了屡获殊荣的发现。在那年,他的研究人员组成了一个神经途径图书馆,该图书馆的图书馆库,被辣椒素激活,辣椒素是一种化合物,可在食用时使辣食物像胡椒一样燃烧。一路上,朱利叶斯博士发现了TRPV1,这是我们主要辣椒素受体的离子通道。

TRPV1离子通道的同源模型(信用:Boghog2 / Wikipedia)

为了真正欣赏朱利叶斯博士的发现,可能有一些背景。除非您建立耐受性,否则吃辣食物是痛苦的。辣椒和芥末发出了一种奇怪的感觉,即您的嘴正在着火,在最长的时间里,研究人员根本无法弄清楚为什么是这种情况。他们无法确定此响应的任何直接好处,他们推测这必须是某种遥远进化适应的残余。朱利叶斯(Julius)通过向我们展示了什么TRPV1负责:保持身体免受高温的安全,回答了这个问题。该通道不仅对辣椒素反应,而且对华氏110度的温度也反应。当我们受伤或晒伤时,TRPV1也会起作用,导致损坏的组织感到触摸。在所有情况下,通道都会传递一个信号,表明我们的大脑会变成热的感觉。

Ardem Patapoutian:人类的感觉如何?

人体是一个无限复杂的生态系统。分子分析的最终目标是通过评估每个个体基因的目的以及其编码的蛋白质的目的来了解该生态系统的功能。鉴于人类被认为拥有20,000至25,000人,这并不是一件小事。有很多方法可以做到这一点,每个研究人员都采取自己的方法。

朱利叶斯博士集会了整个遗传图书馆,Patapoutian博士通过反复试验进行了工作。他和他的研究人员在培养皿中隔离细胞,并用微观的移液管戳它们,使一个基因倒入另一个基因。一旦细胞停止响应这种干扰,他们就知道他们发现了负责传感和反应触摸的通道。

压电1通道的示意图(信用:Simonyel / Wikipedia)DR。 Patapoutian – 出生于贝鲁特,目前在非营利性生物医学研究机构Scripps Research工作,他将这些频道Piezo1和Piezo2命名为希腊语“压力”一词,事实证明,这一切都确实如此。最终确定了这些以前未知的渠道后,Patapoutian博士为随后的研究铺平了道路。近年来,其他研究人员表明,这些渠道还调节其他生理过程,例如让我们知道膀胱已满。

Patapoutian博士在Scripps网站上发布的新闻稿中解释说:“ Machansensation是细胞如何通过武力互相交谈。” “我们不知道压力传感器对身体的重要性,直到我们第一次找到它们(…)我们谈论的是打开通向房间的门的钥匙。这些受体是理解生物学和疾病的门的关键。”

贡献和问题

诺贝尔奖获得者的研究人员不仅应由他们的研究内容来判断,而且还应由这些研究的潜力来判断未来的研究。像在他们面前的获奖者一样,朱利叶斯博士和帕特普蒂安博士为许多研究铺平了道路。一旦朱利叶斯博士确定了一种导致我们以燃烧温度的形式感到疼痛的渠道,制药公司就试图开发新一代的非阿片类药物止痛药,这些药物通过阻止这些渠道而起作用。

不幸的是,这些努力失败了。事实证明,TRPV1在调节发烧期间调节我们的体温方面也起着关键作用。阻止这些通道不仅可以证明有害,而且会导致我们神经系统中的其他渠道激活和过度补偿。此外,正如朱利叶斯博士发现的那样,痛苦达到了一个目的:使我们意识到外部威胁。因此,无效的痛苦会剥夺我们的一种感官,使我们对我们周围的世界视而不见。重要的是诺贝尔委员会希望我们相信。但是,尽管过去委员会在过去做出了一些有争议的选择,尤其是在和平与文学的类别中,但其在科学方面的选择往往会更加明显。毕竟,突破性不会发生。取而代之的是,我们的科学理解逐步发展,今天的成就在很大程度上依靠昨天的研究人员的发现。

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