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中外团队揭示哺乳动物温度感知机制

时间:2019-05-15  来源:新华社  

  新华社伦敦5月14日电(记者张家伟)中外研究人员在新一期英国《自然·通讯》杂志发表报告说,他们发现哺乳动物体内一个重要“温度响应元件”可通过特殊机制影响它们对环境温度的响应,尤其是对高温的防护,这将有助于深入了解哺乳动物应对高温的适应性进化。

  TRPV1是一个分布于哺乳动物外周神经的细胞膜离子通道,可被辣椒素等化学刺激激活而产生“辣”的痛觉感受,因此被称为辣椒素受体。同时,TRPV1可被40摄氏度以上高温激活,因此也被认为是哺乳动物响应外界环境温度变化的重要分子元件。

  处于激活状态的TRPV1产生动作电位并传递“热痛”。然而TRPV1被高温激活后会迅速发生高温介导的失活,在十几秒内从激活状态变为失活状态,不再响应热刺激,即所谓“热失活”。由于TRPV1热激活与热失活的高度偶联关系,导致对热失活的研究较难开展。

  中国科学院昆明动物研究所、浙江大学以及美国加利福尼亚大学戴维斯分校学者领衔的团队基于物种进化分析和功能研究,获得了仅发生热激活而不发生热失活的鸭嘴兽TRPV1,并揭示了TRPV1热失活的分子机制。鸭嘴兽是最原始的哺乳动物之一,是未完全进化的哺乳动物。

  研究报告称,TRPV1发生热失活依赖于细胞膜内侧N-端和C-端相互作用,进而带动TRPV1孔区变构并关闭。

  据报告介绍,团队还通过转基因技术将鸭嘴兽TRPV1引入小鼠,结果发现野生型小鼠比带有不发生热失活鸭嘴兽TRPV1的小鼠更耐受长时程热刺激。这显示了TRPV1的热失活增强了哺乳动物对高温环境的适应。

  报告通讯作者之一、中科院昆明动物研究所杨仕隆研究员接受新华社记者采访时说:“我们的研究表明TRPV1通道热失活的结构基础、分子机制及其在哺乳动物进化中的重要生物学意义,TRPV1的热失活对于高等哺乳动物而言是一个至关重要的高温保护机制。”(完)

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