这次的诺奖研究,出现在膀胱、化妆品和你为洋葱流下的眼泪里( 二 )


让人潸然泪下的一张照片丨pixabay
感受器是感觉神经的神经末梢 , 能够将物理环境中的刺激转变为神经冲动 , 大多数感受器只会与特定的分子结合 , 就像是一把锁只能由特定性状的钥匙打开一样 。
但大卫·朱利叶斯与合作者程亦凡发现 , TRPA1(TRP受体蛋白家族里的一个成员)则不同:它有一个精妙的结构 , 能够检测任何可能对敏感组织造成损害的化学分子 , 其中就包括芥末和洋葱中的刺激性分子 , 于是它也被命名“芥末受体” 。
这些分子需要触发一个复杂的两步过程才能激活TRPA1 , 这保证了传感器的激烈反应只有在真正的威胁下才会被激活——这让我们对多种化学刺激保持了合适的敏感度 。 (顺便说一句 , 这个研究是通过冷冻电镜发现的 , 这个技术让它的研究者在2017年获得了诺奖 。 )
数百份毒液
这种芥末受体 , 还会被蝎子的毒液激活 。
大卫·朱利叶斯的团队 , 从蝎子毒液中分离出一种毒素 。 这是一个很小的蛋白质 , 可以直接进入细胞内 , 激活芥末受体 。 也就是说 , 不管是动物还是植物 , 它们都有相似的防御策略——辣椒产生辣椒素 , 蝎子产生毒液 , 但这些物质最后都能激活芥末受体 。 毒液激活受体后 , 会引发急性疼痛 , 但不会引发炎症 。
朱利叶斯团队做了很多毒液研究 。 为此 , 他们实验室的-80℃冰箱里放了数百份毒液样本 , 包括蜘蛛、蛇、蝎子 , 甚至偶尔还有鸭嘴兽 。 他们试图用这些毒素 , 找到疼痛的作用方式 。
这次的诺奖研究,出现在膀胱、化妆品和你为洋葱流下的眼泪里
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雄性鸭嘴兽爪子上的一根尖刺可以分泌毒液丨JustineE.Hausheer
鸟不怕辣
这次诺奖的研究 , 还能解释辣椒怎样“钦定”鸟类作为独家种子传播者 。 成熟美丽的果子 , 能吸引动物吃它们 , 搭便车传播种子 。 可是辣椒那么辣、动物不想吃它 , 它还怎么传种呢?关键就在这些感受热觉的受体上 。
在哺乳动物中 , 热觉受体不但能被较高的温度激活 , 也会对辣椒素产生反应 。 但是鸟类的热觉受体功能少了点——它们也有类似TRP家族的受体 , 这些受体无法被辣椒素激活 。 也就是说 , 它们尝不出辣 。
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辣吗?没有啊|站酷海洛
对辣椒来说 , 被哺乳动物吃掉种子 , 并不是什么好事 。 这群在演化出了一口好牙的家伙们 , 可以把种子统统嚼碎;鸟类则恰恰相反 , 无法有效咀嚼 , 它们只好让种子穿肠而过 , 而且又能飞 , 将种子带到更远的地方 。
于是 , 辣椒素让种子更辣 , 就能阻止无法有效给辣椒传种的哺乳动物 , 而把种子留给鸟类 , 让它们跟着鸟类远走高飞 。
这次的诺奖研究,出现在膀胱、化妆品和你为洋葱流下的眼泪里
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能给辣椒传种的褐矢嘲鸫(Toxostomarufum) 。 研究者发现 , 有的辣椒甚至出现了有不辣的变种 , 但它们的果实被啮齿类吃掉后 , 种子都被嚼碎而无法发芽;被褐矢嘲鸫吃掉时 , 种子发芽率则没什么变化|Peterwchen/WikimediaCommons
至于两脚兽——唉唉唉!两脚兽怎么回事?!都这么辣了还要吃!不过话说回来 , 人类因为喜欢吃辣 , 倒也用另一种方式让辣椒分散到了世界各地 。
彩蛋——以清华命名
PIEZO2受体的一个基本结构 , 是以清华命名的 。
PIEZO2的结构里 , 长得像“螺旋桨”的部分是由3个“叶”组成的 , 每个叶是一个蛋白质 , 长200埃;蛋白质反复穿过细胞膜(跨膜) , 3个叶共跨膜114次 。
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