低溫會(huì )使生物體發(fā)生深刻的生理變化和行為反應。為了生存，有機體已經(jīng)進(jìn)化出精致的溫度感應系統來(lái)檢測低溫并做出反應。盡管進(jìn)行了數十年的深入研究，人們對感知寒冷的分子機制知之甚少。到目前為止，只發(fā)現了一種感知冷的受體TRPM8，它以26℃的激活閾值感知涼爽的溫度。然而，動(dòng)物和人類(lèi)還能夠感知低于26℃的溫度，因此，必然存在能夠感知更低溫度的受體。但是那些感知寒冷的受體一直未被發(fā)現和確定。

在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“蛋白質(zhì)機器與生命過(guò)程調控”重點(diǎn)專(zhuān)項的支持下，華中科技大學(xué)劉劍峰教授團隊與國外團隊合作發(fā)現了一種新型的能夠感知寒冷的受體。他們通過(guò)一種基于活動(dòng)的秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)的遺傳篩選體系，發(fā)現紅藻氨酸類(lèi)谷氨酸受體同源物GLR-3是感知冷的受體，GLR-3的激活閾值低于20℃，這表明它主要感知寒冷而不是涼爽的溫度。他們還發(fā)現GLR-3具有進(jìn)化保守性，例如來(lái)自斑馬魚(yú)、小鼠和人類(lèi)的GLR-3同源蛋白GluK2同樣可以作為感知寒冷的受體起作用。已知的谷氨酸受體是一類(lèi)主要在腦中表達的化學(xué)傳感受體，他們通過(guò)其谷氨酸門(mén)控離子通道的功能在中樞神經(jīng)系統神經(jīng)元之間傳遞化學(xué)信號。不同于已知的谷氨酸受體功能，GLR-3能夠在外周感覺(jué)神經(jīng)元中感知冷，通過(guò)其G蛋白信號通路而不是谷氨酸門(mén)控離子通道的功能傳遞冷信號，信號到達中樞神經(jīng)系統后觸發(fā)疼痛行為。

該研究確定了一種進(jìn)化保守的感知寒冷的受體，創(chuàng )新性地發(fā)現了一種能夠在外周神經(jīng)感知系統里起作用的中樞神經(jīng)系統化學(xué)受體，該受體是自然界中極少數還沒(méi)有得到闡明的感知受體之一，將進(jìn)一步推進(jìn)寒冷感知領(lǐng)域的研究。研究成果2019年9月5日在《細胞》雜志在線(xiàn)發(fā)表。

來(lái)源:科技部

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