《细胞》：为啥会感觉到冷？科学家们首次找到“冷感”基因

空调房里吹久了，人知道要给自己加衣服。这个再简单不过的现象，背后却有一个非常有趣的问题：我们到底为什么会感觉到冷？很难想象，对于这个问题，科学家们竟然一直不知道答案。

我们知道寒冷的环境会让人感到不舒服，也知道皮肤上一定有某种感知“寒冷”的探测器。但这个过程具体是如何发生的，却是个未解之谜。今日，来自美国密西根大学（University of Michigan）的Shawn Xu教授团队与华中科技大学的刘剑峰教授团队联合在《细胞》杂志上发表最新研究，向世人首度揭示了背后的秘密。

▲本研究的两位通讯作者Shawn Xu教授（左）与刘剑峰教授

在这项研究里，科学家们的研究对象是一种叫做线虫（C. elegans）的生物。这种生物的结构较为简单，生活周期较短，完善的基因组信息也早已为人类所知。因此，它们也成为了科学家们用来研究感知系统的常用生物模型。

“当你站在外边感受到寒冷时，你就会采取行动，尽快回到温暖的环境里，” Shawn Xu教授说道：“线虫也是一样。它们感受到寒冷时，就会出现‘避害行为’，离开寒冷的环境。这一点和人很像。”

▲动物会本能地躲避寒冷环境，但背后的机理却一直没有得到阐明

说来也奇怪。我们已经有了线虫这样简单的生物，也知道“如何感知寒冷”是生物学上的一个未解之谜，但为何那么多年里，科学家们一直没有找到背后的具体机制呢？

这支科研团队指出，这是因为我们找错了方向！

原来在过去的研究里，科学家们发现一类基因与感觉有关。因此，他们也拼命在这群基因里寻找感知寒冷的基因。这样的做法无疑是有问题的，这就好像在夜晚掉了一枚硬币，拼命在路灯下寻找一样。我们在路灯下寻找，并不是因为知道硬币掉在这里，而是因为路灯下更亮堂。

在这项研究里，科学家们决定打开自己的视野，在更广泛的范围里寻找能够感受寒冷的基因，这一思路的转变果然取得了成功！在研究了数千个随机的突变后，他们发现，缺少glr-3基因的线虫对寒冷的环境没有反应了，这说明它正是感知寒冷的关键。

进一步的分析发现，glr-3基因编码了一个谷氨酸受体（叫做GLR-3）。在演化上，它在许多生物内都是保守的，这也包括了人类。也就是说，人类体内的这个受体，同样有很大可能负责“感知寒冷”。

为了验证这个想法，他们分别在斑马鱼、小鼠、以及人类等脊椎动物的基因组里找到了glr-3基因的远房亲戚，并把它们引入到发生突变，无法感知寒冷的线虫里。就像是变魔法一样，这些线虫又能感知寒冷了！这个结果也表明，在这些脊椎动物体内找到的谷氨酸受体，也具有类似的功能。

▲本研究的图示

有趣的是，在小鼠体内，人们早就发现了这个受体，却从来没有把它与感知寒冷联系起来。过去，人们只是认为它负责在大脑中传递化学信号。谁也没有想到，它居然还有感知温度的功能。“那么多年以来，人们一直专注这个基因在大脑中的功能。现在，我们发现它还在外周感知系统里有作用，这令人感到振奋，”Shawn Xu教授说道。

编辑：金婉霞 陈曦（实习生）
责任编辑：许琦敏

来源：学术经纬、药明康德