David Julius的工作，是1997年的突破。2013年，我认为有一种颁奖方式是组合Julius和程亦凡。

　　Ardem Patapoutian获奖有点出人意料。因为，感受压力的分子有几种，Patapoutian只是发现其中一种，而且不是第一种。

离子通道再显神奇：感觉的分子机理

2018年8月23日

　　人类常见的感觉，是如何发生的？这是人们长期感兴趣的问题。

　　常见的感觉有：视觉、听觉、嗅觉、味觉，痛觉、温觉、触觉，和人类至关重要但一般人不知道自己有的本体感觉。研究发现，温觉的热觉和冷觉是分开的。痒觉和情感性触觉与其他感觉不同而独立存在，是最近二十年的研究结果。

　　一般来说，感觉需要多层次的传递和分析，从最外周的神经末梢，到脑内的中枢神经系统。没有感觉神经末梢的身体部分，不可能出现感觉，例如，一旦开颅之后，直接刺激脑，在绝大多数区域不会导致痛，因为脑只管分析外周来的信息，脑内并没有感觉神经末梢。中枢出现问题，也不能正确分析传来的感觉。

　　视觉的第一级细胞是眼睛里面视网膜上的视杆细胞（rods）和视锥细胞（cones），它们分别检测明暗和颜色。视细胞（photoreceptor）的细胞膜上有视蛋白（如视杆细胞上有视紫红质，rodopsins），光子作用是导致视蛋白构象变化，从而改变细胞内信号，影响细胞活性。视细胞活性变化后，传递到第二级的细胞（双极细胞），后者再传递到第三级细胞（视神经节母细胞），后者的纤维组成视神经，将视网膜内初步加工的信息传到脑内，脑内再有多级传递和加工，最后才形成我们感觉到的视觉。

　　其他感觉也类似，有多级加工。

　　第一级是什么？感觉神经末梢通过分子来探测外界信息。视觉的第一级细胞的第一个参与感觉的分子是视蛋白，它是一种特殊类别的蛋白质，有七重跨膜区，因为可以与G蛋白偶联而是GPCRs（G蛋白偶联蛋白）。人类视网膜有4、5种视觉和光感相关的GPCRs，特别是一种感明暗的视紫红质，和三种感颜色的视锥蛋白。第一个视紫红质，是德国科学家在19世纪发现的。视紫红质蛋白质的完全序列是美国和俄国科学家在1980年代初所确定。其后在斯坦福读研究生的Jeremy Nathans发现三种视锥蛋白的基因。1991年，美国哥伦比亚大学的Richard Axel和Linda Buck依赖前人推论嗅觉也是用GPCRs而设计实验，发现嗅觉系统的分子，其后被证明确实是嗅觉受体。美国圣迭戈加州大学的Charles Zuker其后按类似方法找到味觉第一级也用GPCRs。头上的四种特殊感官（眼耳鼻舌），其中三种都用GPCRs。

　　但是，听觉的第一级是用什么分子？痛、温、冷、压是用什么分子？长期不得其解。

　　1997年，加州大学旧金山校区的David Julius发现第一个对热敏感的分子，结果是Trp离子通道家族的成员之一。Trp家族以前就被发现，但作用不清楚。2002年，Julius实验室在通过功能筛选找到冷敏感的分子，也是Trp家族成员。其后，还有人发现Trp家族有成员对机械压力有反应，还有些对痛觉有反应。一时大家认为可能其他感觉都是Trp家族所介导。

　　但是，虽然听觉也是机械压力感受，其第一级分子到底是什么，却有很多争议。分别有实验支持TMC和Piezo等另外两类的离子通道可能参与听觉。今天出版的Neuron（《神经元》）杂志刊登一篇文章，支持TMC是参与听觉的离子通道。目前共识：TMC组成的离子通道，负责听觉系统第一级细胞（耳蜗毛细胞）对声波的反应。

　　Julius的工作，与诺奖工作不相上下。他会独得，还是和谁共享？与研究Trp的其他人共享、还是与研究Piezo和TMC的科学家共享？

　　2021年补：Ardem研究Piezo离子通道

　　2013年原文见：http：//blog.sciencenet.cn/blog-2237-749393.html