Нобеловата награда за физиология или медицина за 2021 г., обявена на 4 октомври 2021 г., е присъдена на 2 учени, които разгадават молекулярната база за нашата способност да усещаме температурата и допира. Идентифицирайки напълно нов клас сензорни рецептори (протеини), те разкриват важно липсващо звено в нашето разбиране за сложното взаимодействие между околната среда и сетивата ни.
Физиологът David Julius (University California, San Francisco) използва капсаицина (съставка на лютивите чушки, придаващ им парлив вкус), за да открие протеин, който реагира на болезнена топлина. Молекулярният невробиолог Аrdem Patapoutian (Scripps Research, la Jolla, California) идентифицира рецептори в кожата и други органи, които отговарят на механични сили като допир и натиск.
David Julius (вляво) и Аrdem Patapoutian (вдясно)
Отдавана e известно, че капсаицинът причинява болезнен отговор, но дълго време остава неизвестно как Julius предполага наличието на специфичен ген, който кодира протеин, реагиращ на капсаицина. Заедно с колеги Julius създава библиотека от ДНК фрагменти. След тестване на комбинация от гени срещу култивирани клетки, които не реагират на капсаицина, те откриват един единствен ген, който прави клетките чувствителни към капсаицина. Генът кодира TRPV1 протеин, формиращ канали на клетъчните мембрани на невроните. Активирането на гена позволява преминаване на йони през тях. Навлизането на натрий и калий в клетката инициира електрически ток, предизвикващ верига от реакции, които завършват със сигнали до мозъка. Освен от капсаицина, TRPV1 се активира и от температура над 43 градуса. David Julius и Аrdem Patapoutian, работейки независимо един от друг, като използват ментол, откриват TRPM8. Този формиращ канали протеин се активира от ниски температури.
В екип с колеги Patapoutian търси рецептори, които се активират от механични сили. Те откриват клетки, които отделят електрични сигнали при пробождане с микропипети. След това разкриват гени, които могат да контролират този отговор. Последва откриване на още йонни канали, наречени Piezo 1 Poizo 2, ключови рецептори за допир и проприорецепция.
Откриването на TRPV1 и други „усещащи“ болка протеини помагат на учените да разгадаят молекулярната основа на болката и да търсят нови методи за нейното лечение, особено хроничната.
Природата ни дава знак, че един нов свят в биологията чака да бъде открит и David Julius и Аrdem Patapoutian посочват пътя.
За втори пореден път тази година заради КОВИД-19 пандемията церемонията с връчване на нобеловите награди в Стокхолм на 10 декември (ден на кончината на Alfred Nobel) няма да се състои. Наградите ще бъдат дадени поотделно в държавите, в които живеят лауреатите.
Фигура с откритието