生物行移动版

2009年1月30日，北京生命科学研究所罗敏敏博士实验室在《美国国家科学院院刊》（PNAS）在线发表题为“Guanylyl cyclase-D in the olfactory CO2 neurons is activated by bicarbonate”的文章。该研究揭示了小鼠嗅觉系统检测二氧化碳的分子机制，为理解哺乳动物如何感知环境中的CO2提供了重要线索。

早在2007年，罗敏敏博士团队首次证实小鼠可通过一类特殊的嗅觉神经元感受空气中接近生理浓度的二氧化碳，该成果发表于《科学》（Science）杂志。在此基础上，他们进一步探索了小鼠CO2检测系统的分子基础。在本研究中，研究人员综合运用分子生物学、生物化学、小鼠遗传操作、电生理记录和钙成像等多种实验手段，证明了检测二氧化碳的嗅觉神经元中表达的D型鸟苷酸环化酶（GC-D）能够直接被二氧化碳的代谢产物——碳酸氢根（HCO₃⁻）所激活。

通过对体外表达GC-D的深入研究，首次发现碳酸氢根对GC-D的激活方式完全不同于其同家族的其他膜蛋白。例如，A型鸟苷酸环化酶（GC-A）的活性依赖于其胞外结构域与特定肽类配体结合，引发一系列构象变化而激活。然而，GC-D的鸟苷酸环化酶活性却是通过碳酸氢根直接作用于胞内的酶活结构域而触发。这一发现不仅阐明了哺乳动物CO2检测的分子机制，也拓展了我们对细胞膜鸟苷酸环化酶调控多样性的认识。

论文第一作者孙丽明是北京生命科学研究所与北京师范大学联合培养的博士生。其他作者包括博士后王华翌、胡霁，博士生韩金龙，以及杜克大学的Hiroaki Matsunami博士。罗敏敏博士为通讯作者。该研究得到了科技部863计划、北京市科委、中国自然科学基金及人类前沿科学计划（HFSP）的资助，在北京生命科学研究所完成。

（来源：北京生命科学研究所）

（《国家科学院院刊》（PNAS），doi: 10.1073/pnas.0812220106，Liming Sun，Minmin Luo）