2021 年諾貝爾生理學和醫學獎授予給了 David Julius 和 Ardem Patapoutian,以表彰他們在人體是如何感覺溫度和觸覺方面研究上取得的成果。
這兩位美國科學家透過他們的研究,解釋了人類是如何感知冷、熱、接觸和壓力的。
Julius 是加州大學舊金山分校的教授。 Patapoutian 是加利福尼亞州霍華德休斯醫學研究所的教授。
諾貝爾評獎委員會說:“感知熱、冷和觸覺的能力與人類生存息息相關,這兩項研究有助於人類與人類賴以生粗的環境之間更好地相互融合。”。
人類是如何感知溫度、觸覺和身體移動是一個非常重大的問題,而這兩位科學家對於揭開大自然的這個秘密做出了一定的貢獻。簡單地說就是在分子水平上解釋了這些刺激是如何轉化為人體的神經訊號。這是一個重大的發現。”
Julius 的團隊首先建造了一個對疼痛,熱和觸控有感覺的 DNA片段庫,其中包含了數百萬個這類基因片段。然後,他們挑選這個基因庫中的基因,插入到自身不會對對辣椒素產生反應的細胞中,如果這個修改後的細胞對辣椒素產生反應了,就認為找到了對辣椒素有反應的單個基因。
諾貝爾委員會的評書說:“朱利葉斯後來意識到他們發現的這種辣椒素受體也是一種熱敏受體,在溫度高到引起疼痛時就被激活了。”
Patapoutian 的工作是在人的面板和內臟中找到了對觸控和壓力敏感的分子,我們把有這樣功能的事物稱為感測器,所以我們也說Patapoutian的貢獻是找到了一種人體分子級別的感測器。
他領導同事們一起設計一個細胞佇列,用微量移液管觸控其中一個細胞時,該細胞佇列就會發生反應。隨後找到了72 個可以修改這些敏感細胞的受體。用這些受體一一“關閉”細胞佇列中的細胞,直到找到那個對觸控敏感的細胞。
就像屠呦呦老師是在青蒿素髮現了幾十年後獲得諾獎一樣,這些發現是也是在十多年前做出的。之所以在今年頒獎十多年前的研究成果,諾貝爾獎委員會是這樣解釋的,因為疫情人和人不能再相互擁抱。現在把這個獎項頒給人體感覺方面的研究就寫的有非常的意義。
評選委員會的一段話
“現在是承認這些研究成果的時候了。它深刻改變了人類是如何感知這個世界的.....過去的一年疫情阻隔了人們之間的正常聯絡——例如沒有了擁抱。所以揭秘人的接觸感受是怎麼回事顯得非常有意義。”
這個理由似乎對於西方國家更容易理解。
Julius 博士在1997年就發現了一種對熱敏感的蛋白,製藥公司投入了數十億美元來尋找利用這一原理的止痛藥。雖然研究不斷向前推進, 但迄今為止相關的治療方法依然存在著巨大的障礙,藥廠對此的興趣也接近枯竭了。
他們的工作有什麼意義?
疼痛受體發現曾引起了製藥公司的極大興趣:他們推斷:如果把朱利葉斯博士發現的這個感知疼痛的通道阻斷,就可以解決慢性疼痛的問題。
但是有幾個主要問題還沒解決。人有很多情況下需要利用對疼痛的敏感,如果徹底阻斷會不可想象,例如:例如洗澡水過熱,或者觸碰到了爐火就會被燙傷。 疼痛感有時候對人是有用處的。
另一個原因是,對熱做出反應的通道也是身體控制體溫的通道。阻斷了後發現會引起發燒。還有一些科學家將注意力集中在炎症發生時這些通道是不是也會敏感等等。
他們是什麼樣子的人
Patapoutian 博士是亞美尼亞血統,在黎巴嫩漫長的內戰火中長大,1986 年 18 歲時與哥哥一起來到美國。 為了能在加利福尼亞定居,完成大學教育, Patapoutian 博士曾經在一年裡做過多種工作,送比薩餅,每週為亞美尼亞報紙撰寫星座運勢等工作。
在加州大學洛杉磯分校,在準備申請就讀醫學院的過程中,他在一個研究實驗室實習,以便獲得教授給他寫推薦信。
從那時起他愛上了基礎研究,這對選擇職業發展方向起了決定性作用。
Patapoutian 博士說對觸覺和疼痛非常感興趣,他對人體的這些系統非常好奇。”他在接受採訪時曾說 “當你發現一個人們不太瞭解的領域時,這就是你的一個研究機會。”
朱利葉斯博士也是逐漸對人體感覺的研究感興趣的。他在美國西海岸的一個城市長大,還在他在亞伯拉罕林肯中學讀高中時,他的物理老師曾經是一位棒球運動員,他給學生們講述瞭如何計算棒球的軌跡。
“他讓我覺得,‘也許我應該做科學,’”朱利葉斯博士說。
朱利葉斯畢業於加州大學伯克利分校,後來在哥倫比亞大學做博士後學者,關注自然界中的事物如何與人類受體相互作用。
他說,對於生存來說,沒有比疼痛更重要的感覺了。幾乎所有人都承認這一點。他的實驗室研究各種令人不快的天然物質:狼蛛和珊瑚蛇的毒素、辣椒中的辣椒素以及芥末等化學物質。
這兩位獲獎者對於此次獲獎既興奮又覺得突然
諾貝爾獎委員會宣佈這個獎項之前,一直聯絡不上這兩位獲獎者。 朱利葉斯博士說,他是突然收到嫂子發來的簡訊,嫂子告訴他,她接到了諾貝爾大會秘書長的電話,但她沒有把朱利葉斯博士的電話提供給他們。
另一位Patapoutian 博士說,委員會最終透過座機聯絡到了他 94 歲的父親,父親又打電話給 Patapoutian 博士告訴他:“我認為你獲得了諾貝爾獎。”