作者:刘如楠 辛雨 李晨阳 来源:中国科学报 发布时间:2021/10/4 22:01:29
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热门领域爆出小冷门?54岁就拿诺奖有点早吗?

 

北京时间10月4日,大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿德姆·帕塔波蒂安 (Ardem Patapoutian)由于发现温度和触觉受体被授予2021年诺贝尔生理学或医学奖。

诺奖得主平时生活中是个怎样的人?他们研究过程中有哪些有趣的故事?这项研究为何能获诺奖?《中国科学报》邀请了4位专家进行解读。

感知热、冷和触觉的能力对生存至关重要,是我们与周围世界互动的基础。我们总认为这些感觉是理所当然的,但神经冲动是如何启动的,温度和压力是如何被我们感知到的?今年的诺贝尔奖获得者回答了这些问题。

David利用辣椒素(一种来自辣椒的刺激性化合物,可引起灼热感)来识别皮肤神经末梢中对热有反应的传感器。Ardem使用压敏细胞发现了一类新型传感器,可以对皮肤和内部器官中的机械刺激做出反应。

诺奖委员会评价,这些突破性发现启动了密集的研究活动,导致我们对神经系统如何感知热、冷和机械刺激的理解迅速增加。获奖者在我们对感官与环境之间复杂相互作用的理解中发现了关键的缺失环节。

《中国科学报》:您认识的诺奖得主是怎样的人?

清华大学药学院教授肖百龙:

Ardem今年54岁,作为诺奖得主是非常年轻的。在我眼里,他是一位非常有活力、有闯劲的科学家,总是喜欢引领一个领域。他实验室早期发现了多个温度感知受体。2010年,他实验室又发现了感受机械力的分子受体。

我曾在Ardem实验室做博士后研究,令我印象非常深刻的是他的工作效率。他总是早晨8点来到办公室,下午5点就离开了。与精彩的科技事业一样,他的业余生活同样丰富,这是一个很有生活热情的人。

清华大学生命科学学院教授杨茂君:

在一次国际会议上,我曾经听过Ardem的报告,当时记得他说,他们做这个研究的时候采用了一种很“笨”的办法,把200多个可能与细胞感受压力有关的离子通道基因挨个用RNAi(RNA干扰)技术逐一敲除,以确定细胞是否还能感受压力,直到敲到第100多个的时候,才找到一个关键基因,后来他们把这个基因命名为Piezo1,他们做这个研究真的很辛苦。

2010年他们鉴定Piezo的文章发表,我看到后的第一感觉是:这个应该能得诺奖,毕竟人体基础感知的相关研究发现中已经有多项获奖,如味觉、视觉等。也是从那时候起,我们团队正式开始进行表达、纯化进而解析Piezo三维结构的工作,以期解释这个通道到底是如何工作的,并于2015年首次报道了这个通道的近原子分辨率结构。

《中国科学报》:得知今年诺奖的评选结果后,您有什么感受?

生命科学领域科普作家郭晓强:

热门领域爆了一个“小冷门”!

不出所料,今年诺奖颁给了呼声很高的神经科学领域。但是颁给了触觉和痛觉受体的发现者,又有点小冷门的感觉。

对今年的诺奖,多数人以为会先颁发给神经科学领域里发现听觉分子机制或开辟光遗传学的科学家。而这些科学家有的已经8旬高龄。

尽管大家普遍相信David和Ardem两位科学家获奖是“早晚的事”,但他们真的是“太年轻”了。

杨茂君:

这更让我感慨,眼耳鼻舌身意,色声香味触法,对这些人体基本感知的研究的确都是诺奖级的。

肖百龙:

如今,Ardem实验室又在新的方向进行探索,开始在植物中寻找机械敏感通道。这位已经获得诺奖的大科学家,未来还有着无限可能。

《中国科学报》:该研究为何能获诺奖?

肖百龙:

很多时候,诺贝尔奖都是颁给了对自然界本质问题的探索工作。这次也一样。

外界带给生物的机械刺激无处不在,触觉的感受机理是非常基本的科学问题。Ardem团队发现的Piezo通道在机体中发挥的作用非常广泛,很多系统都需要它。而且有非常明确的人类遗传学证据显示,它的突变会导致很多遗传疾病。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员仇子龙:

本次诺奖获得者的主要发现是Trpv1和Piezo 通道相关的研究,这是触觉痛觉领域内对机械感知最大的两个赢家。

首先这是一个基础性的科学发现,其次,该发现有足够的影响力。

痛觉的机械感知关系到很多人类疾病。但并不是因为痛觉跟疾病相关,科学家们才去研究它,而正是因为在这个领域做出了许多原创性研究后,我们才发现痛觉的相关机制研究对人类的生命健康和疾病治疗有着重大意义。

这再一次提醒我们,伟大的科学成果往往来自于人类没有功利心的求真和创新。

 
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