华中科技大学Cell发现全新感受冷的受体蛋白家族

上海钦诚生物

2019/09/18 11:08

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感知寒冷的能力对生命体至关重要。过度的寒冷刺激，轻则导致动物和人类发生组织损伤（冻伤）和引起疼痛，重则危及生命。为了生存，生物进化出了精巧的感知系统来感受外界的温度变化。尽管经过几十年的深入研究，人们对感知寒冷的分子机制仍然知之甚少。

来自华中科技大学生命学院，教育部分子生物重点实验室的研究人员发表了题为“A Cold-Sensing Receptor Encoded by a Glutamate Receptor Gene”的研究论文，发现了谷氨酸受体基因编码感受冷的受体，这是进化上非常保守的全新的感受冷的受体蛋白家族。

这一研究成果公布在9月5日的Cell杂志上，文章的通讯作者为刘剑峰教授和密西根大学X.Z. Shawn Xu教授。

图：谷氨酸受体非常保守的感受冷信号，GLR-3（线虫）/Gluk2（小鼠）通过偶联下游G蛋白传导冷信号并介导动物的逃避行为。

研究人员首先以秀丽隐杆线虫为模型，通过无差别正向遗传学筛选的方法，筛选出一个谷氨酸受体蛋白GLR-3能够直接感受低温，并能激活其表达的神经元，介导线虫的逃避反应。

更重要的是，该谷氨酸受体蛋白GLR-3所相对应的脊椎动物，如斑马鱼、小鼠和人类的同源谷氨酸受体蛋白Gluk2，同样具有感受低温的功能，并在小鼠的背根神经节（DRG）得到实验证明。该工作发现谷氨酸受体蛋白GLR-3/Gluk2能够感受低于18摄氏度的低温，是目前科学界发现的首个低温冷受体，并且其感受低温的功能不受其离子通道功能的影响，是偶联下游G蛋白来行使其冷信号传递功能。

刘剑峰在华中科技大学建立了感知生物学研究团队，并与X.Z. Shawn Xu建立了长期稳定的合作关系，对以线虫作为模式动物在神经感知与衰老领域展开充分深入的合作。继2016年首次在Cell《细胞》发表有关新型光感受受体的研究工作以来，团队今年再次在该期刊发表研究论文。不仅如此，两边的合作同时也培养出多位优秀的从事感知生物学研究的博士研究生如龚健科、张辟、李广等，其中龚健科已于2018年底作为PI引进学院。双方合作已经在《细胞》、《神经元》（Neuron）、《自然通讯》（Nature Communications）、《科学进展》（Science Advances）等国际著名期刊上发表研究论文10余篇。