研究人員已經確定了一種能夠檢測冬季來臨的受體蛋白質 。

該研究結果計劃於8月29日發表在Cell雜誌上 ，揭示了第一種已知的冷感應蛋白 ，它可以應對極度寒冷 。

“很明顯 ，皮膚神經可以感覺到寒冷 。但是沒有人能夠準確地確定它們是如何感知的 ，”密歇根大學生命科學研究所的教員 ，該研究的高級作者肖恩旭說 。“現在 ，我想尊龍凱時有答案 。”

當環境溫度下降到不舒服甚至危險的水平時 ，皮膚感覺神經內的受體蛋白質會感知到這種變化 ，並將這些信息傳遞給大腦 。對於從人類到生命科學研究所的Xu實驗室研究的小型毫米長的蠕蟲 ，這種情況確實如此 ：模型係統秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans） 。

“當你走出去 ，你感覺它太冷 ，你就會采取行動 ，盡快回到溫暖的環境 ，”徐說 ，他也是密歇根大學醫學院分子係教授 。綜合生理學 。“當蠕蟲感到寒冷時 ，它們也會進行回避行為 - 遠離寒冷的溫度 ，就像人類一樣 。”

但與人類或其他複雜生物不同 ，秀麗隱杆線蟲具有簡單 ，良好定位的基因組和短壽命 ，使其成為研究感官反應的有價值的模型係統 。

他說 ，以前對感冒受體的搜索是不成功的 ，因為研究人員正在關注與感覺有關的特定基因組 ，這是一種有偏見的方法 。利用秀麗隱杆線蟲的簡單性 ，他和他的同事采取了一種不偏不倚的方法 。他們查看了數以千計的隨機遺傳變異 ，以確定哪些影響了蠕蟲對寒冷的反應 。

研究人員發現 ，當溫度低於18攝氏度（64華氏度）時 ，遺漏穀氨酸受體基因glr-3的蠕蟲不再響應 。該基因負責製備GLR-3受體蛋白 。沒有這種蛋白質 ，蠕蟲就會對寒冷的溫度變得不敏感 ，這表明這種蛋白質是蠕蟲感知寒冷所必需的 。

更重要的是 ，glr-3基因在包括人類在內的物種中具有進化保守性 。事實證明 ，該基因的脊椎動物版本也可以作為感受感受器 。

當研究人員將這種基因的哺乳動物版本添加到缺乏glr-3的突變體蠕蟲中時 - 因此對寒冷不敏感 - 他們發現它拯救了蠕蟲的冷敏感性 。他們還將這些基因的蠕蟲 ，斑馬魚 ，小鼠和人類版本添加到對冷敏感的哺乳動物細胞中 。隨著基因的所有版本 ，細胞變得對寒冷的溫度敏感 。

該基因的小鼠版本GluK2（用於穀氨酸離子型受體紅藻氨酸鹽型亞基2）因其在腦內傳遞化學信號的作用而眾所周知 。然而 ，研究人員發現 ，這種基因在一組小鼠感覺神經元中也很活躍 ，這些神經元通過動物皮膚的感覺結束來檢測環境刺激 ，例如溫度 。

減少小鼠感覺神經元中GluK2的表達抑製了它們感知冷卻但不冷卻的溫度的能力 。該發現提供了額外的證據，即GluK2蛋白在哺乳動物中充當感冒受體 。

“這些年來 ，人們一直關注這個基因在大腦中的功能 。現在 ，尊龍凱時發現它在外周感覺係統中也有作用 ，”徐說 。“這真的令人興奮 。這是自然界中尚未發現的少數感覺受體之一 。”

除了徐 ，研究的作者是 ：Elizabeth Ronan ，Wei Cai ，Mahar Fatima ，Hankyu Lee ，Zhaoyu Li ，Kevin Pipe和Bo Bouan of UM; 中國華中科技大學龔建科 ，劉金芝 ，何飛騰 ，張文元; 華中科技大學劉建峰; 和韓國蔚山國立科學技術研究所的Gun-Ho Kim 。