跟随诺奖的脚步:新嗅觉受体

【字体: 时间:2009年11月24日 来源:生物通

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  在视、听、嗅、味及体觉五大特殊感觉当中,嗅觉是最不受重视的一项。如果让人选择可以割舍的感觉,嗅觉总是名列前茅,甚至还在味觉之前。但一般人却不一定知道,食物的香味有80%是由嗅觉所贡献,如果少了嗅觉,再美味的食物吃起来也将如同嚼蜡。

  

生物通报道:在视、听、嗅、味及体觉五大特殊感觉当中,嗅觉是最不受重视的一项。如果让人选择可以割舍的感觉,嗅觉总是名列前茅,甚至还在味觉之前。但一般人却不一定知道,食物的香味有80%是由嗅觉所贡献,如果少了嗅觉,再美味的食物吃起来也将如同嚼蜡。

在人类各种功能的研究中,嗅觉研究是最滞后的研究领域。直到2004年的诺贝尔生理医学奖颁给了两位研究嗅觉的美国学者:纽约哥伦比亚大学(Columbia University in the City of New York)的艾克塞尔(Richard Axel, 1946-)及西雅图哈钦森癌症研究中心(The Hutchinson Cancer Research Center)的芭珂(Linda Buck, 1947-),这才引起了科学家们对嗅觉研究的兴趣。

在嗅觉研究体系中,有一类十分重要的研究对象:嗅觉受体,每个嗅觉受体细胞仅能表达一种类型的气味受体,每种受体可以探测到数量有限的气味物质。因此,人的嗅觉受体细胞对于少数几种气味是高度专一的。这些嗅觉受体细胞直接发出细的神经到脑内基本的嗅觉区,嗅球独特的微区——嗅小球。从嗅球的这些微区的信息被进一步传递到大脑的其他区域,来自多个嗅觉细胞的信息在那里组合成特定模式。因此,我们可以自由地嗅到春天的丁香花气味,并且在其他时候回味这种气味。

迄今为止,人们在哺乳动物中已经发现四种类型的嗅觉受体——气味受体、与痕量胺相关的受体及犁鼻1-型和2-型受体超级家族。近期来自瑞士日内瓦大学的研究人员发现了第五种嗅觉受体:由小鼠犁鼻传感神经元表达的编码FPRs基因家族的受体,这种新的嗅觉受体家族由“甲酰化肽受体相关的” (FPRs)基因家族编码,它们已知调控细胞对感染的免疫反应。表达FPRs的细胞对与疾病和炎症相关的配体产生反应,后者随尿排出,于是便产生这样一个可能性:FPRs可以检测个体的健康状态。

(生物通:万纹)

附:

2004年诺贝尔生理学或医学奖

2004年10月4日,瑞典卡罗林斯卡研究所的诺贝尔奖评审团决定,把2004年诺贝尔生理学或医学奖授予两位美国科学家理查德·阿克塞尔(Richard Axel)和琳达·巴克(Linda Buck),以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献。

摘要:嗅觉一直是人类所有的感觉中最神秘的。人类能识别和记忆约1万种不同的气味的基本原理一直不为人所知。2004年诺贝尔生理学或医学奖得主解决了该难题。他们一系列的开创性的研究阐明了人类嗅觉系统是如何工作的。他们发现了一个大型的基因家族,由大约1 000个不同基因组成(占人体基因总数的3%),这基本上相当于嗅觉受体种类。受体位于嗅觉受体细胞膜上,而嗅觉受体细胞位于鼻粘膜上皮顶部的一个小区域,可以探测到吸入的气味分子。

每个嗅觉受体细胞仅能表达一种类型的气味受体,每种受体可以探测到数量有限的气味物质。因此,人的嗅觉受体细胞对于少数几种气味是高度专一的。这些嗅觉受体细胞直接发出细的神经到脑内基本的嗅觉区,嗅球独特的微区——嗅小球。从嗅球的这些微区的信息被进一步传递到大脑的其他区域,来自多个嗅觉细胞的信息在那里组合成特定模式。因此,我们可以自由地嗅到春天的丁香花气味,并且在其他时候回味这种气味。

理查德·阿克塞尔 1946年生于美国纽约。1967年,他获得美国哥伦比亚大学学士学位,1970年,获得美国约翰斯·霍普金斯大学医学博士学位,现就职于美国哥伦比亚大学霍华德·休斯医学研究所,任生物化学、分子生物物理学和病理学教授。

琳达·巴克 1947年生于美国西雅图。1975年,她获得美国华盛顿大学的心理学和微生物学的学士学位,1980年,获得美国得克萨斯大学西南医学中心免疫学博士学位,1980年至1984年间,她在美国哥伦比亚大学进行博士后研究,巴克现就职于美国西雅图的弗雷德·哈钦森癌症研究中心,她是美国国家科学院院士。

理查德·阿克塞尔和琳达·巴克在1991年合作发表了基础性的论文,宣布他们发现了含由约1 000个不同基因组成的一个气味受体基因大家族。之后两人各自独立研究,从分子层面到细胞层面阐明了嗅觉系统的工作原理。

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