2009年1月30日，北京生命科学研究所罗敏敏博士实验室PNAS杂志在线发表题为“Guanylyl cyclase-D in the olfactory CO2 neurons is activated by bicarbonate”的文章。该文报道了小鼠嗅觉系统检测二氧化碳的分子机制。

 

早在2007年，罗敏敏首次证实小鼠可通过一类特殊的嗅觉神经元感受接近于空气中浓度的二氧化碳，当年该研究成果登上了Science杂志。罗敏敏沿着这一课题继续研究小鼠的二氧化碳检测系统，今年在PNAS上又发布新的研究成果。

 

在本研究中，他们运用分子生物学、生物化学、小鼠遗传操作、电生理、钙成像等多种实验手段，证明了检测二氧化碳的神经细胞中一种D型鸟苷酸环化酶(GC-D)能够直接被二氧化碳的代谢物——碳酸氢根所激活。通过对体外表达GC-D的深入研究，首次发现碳酸氢根对它的激活完全不同于其同家族的其他膜蛋白的受调控方式。以A型鸟苷酸环化酶(GC-A)为例，其鸟苷酸环化酶的活性是基于这一膜蛋白的胞外结构域与特定肽类小分子配体的结合而引发的一系列结构变化最终被激发。然而GC-D的鸟苷酸环化酶的活性却是通过碳酸氢根直接作用于胞内的酶活结构域而引发的。至此，这一研究对于哺乳动物对CO2检测的分子机制提供了重要线索，也为我们对定位于细胞膜的鸟苷酸环化酶的分子调节机制有了更广泛而多样的认识。

 

论文的第一作者孙丽明是北京生命科学研究所和北京师范大学联合培养的博士生。论文的其他作者还有本所的王华翌（博士后），胡霁（博士后），韩金龙（博士生），及杜克大学的Hiroaki Matsunami博士。罗敏敏博士为本文通讯作者。此项研究由科技部863计划，北京市科委，中国自然科学基金及人类前沿科学计划（HFSP）资助，在北京生命科学研究所完成。（来源：北京生命科学研究所）