约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins)的研究人员以果蝇为材料,发现眼睛感光细胞中的一种感光受体视紫红质(rhodopsin)也可感受温度,相关研究结果刊登在2011年3月11日Science杂志上。 多年来,这种广为研究的受体一直认为专门在眼中作为感光受体,但现在发现,果蝇幼体甚至是其他生物体用它来区别细微的温度差异。 研究人员在研究温度感受器蛋白TRPA1(感知细胞中含量很多,接受信号的所谓trip通道的一种)激活的过程中识别出了视紫红质。研究人员早前发现TRPA1让果蝇幼体在最适合生存的温度变化范围内(18~24 ℃)侦察到细微的温度变化,这一功能与TRP使个体避开太热或太冷的温度不同。研究人员还发现,在舒适的温度变化范围内的变化不会直接激活TRPA1。因而,研究人员希望找到对温度应答的受体,使信号级联放大来激活TRPA1。 因G-蛋白偶联受体(GPCR)已知可激活TRP通道,研究人员筛选了GPCR 以及一百多个编码GPCR的基因。因为没有GPCR作用于温度感知的先例,而此前有研究发现一些温度感受器的蛋白质对于感光细胞也是必须的,研究人员选择了视紫红质。 通过对比缺少编码视紫红质基因的果蝇幼体和正常幼体的行为,研究人员对视紫红质与温度感受的关系进行了研究。在有两个温度区的实验板上放有75只幼体,一半幼体处于最佳温度(18 ℃),另一半置于14~32 ℃范围内。10分钟后显示,正常幼体偏爱18 ℃,而缺少视紫红质的幼体无法区分适宜生存范围内的温度变化,就和缺少TRPA1的个体一样,视紫红质缺失个体能选择18 ℃而不是过冷或过热的温度。 遗传和行为学研究显示视紫红质是温度感受器必需的。突变幼体在舒适温度范围内对感受温度有严重缺陷。最简单的解释是视紫红质由温度激活并反过来激活TRPA1。但是不能排除是视紫红质必需的另一附属蛋白作为温度感受器在发挥作用。 研究人员指出信号级联反应需要视紫红质,以此间接活化TRPA1通道,这使机体在活动范围内找不到最适宜的18 ℃时稍微降低标准并且适应这温度,不过有害温度直接激活的TRP通道更多关乎机体生存。 游文娟 编译 |