“溫水煮青蛙”的故事應(yīng)該很多人都聽過(guò)，這是一個(gè)經(jīng)典的青蛙實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在溫度變化很慢的時(shí)候動(dòng)物對(duì)溫度的敏感性就會(huì)降低。事實(shí)上包括人在內(nèi)的許多動(dòng)物都有這個(gè)特點(diǎn)，但是這到底是為什么呢
為了解析這一現(xiàn)象背后的分子機(jī)制，來(lái)自加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的Craig Monl教授帶領(lǐng)他的兩位研究生：羅俊杰（Junjie Luo，音譯）和沈偉（Wei Shen，音譯）利用他們研發(fā)果蠅幼蟲模型，揭示出了動(dòng)物為何會(huì)在快速升溫和慢速升溫中表現(xiàn)出不同的行為。
這一研究成果公布在10月24日的Nature Neuroscience雜志上。研究人員發(fā)現(xiàn)迅速的25華氏溫度的變化會(huì)引起果蠅幼蟲扭體反應(yīng)。然而，當(dāng)溫度升高得很慢的時(shí)候，動(dòng)物反應(yīng)就會(huì)減少。
“我們了解不少關(guān)于動(dòng)物對(duì)溫度突然大變化的反應(yīng)，它們會(huì)啟動(dòng)逃生應(yīng)答來(lái)對(duì)有害高溫做出反應(yīng)，但是這些動(dòng)物為何會(huì)對(duì)同樣的高溫，只是升高的慢一些的溫度變化做出不同的反應(yīng)呢？”UCSB神經(jīng)科學(xué)教授Monl說(shuō)。生物通
答案就是兩部分機(jī)制。
首先，Monl等人在大腦中發(fā)現(xiàn)了溫度感知神經(jīng)元，主要負(fù)責(zé)感知溫度變化率，“當(dāng)溫度出現(xiàn)劇烈變化的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)大腦保護(hù)，尤其對(duì)于果蠅幼蟲來(lái)說(shuō)，因?yàn)樗鼈兪抢溲獎(jiǎng)游?，體溫與外部溫度保持平衡。如果它們的大腦感知到了溫度快速增加，就會(huì)刺激扭體反應(yīng)”，Monl解釋道。
其次，研究人員發(fā)現(xiàn)對(duì)快速升溫的迅速應(yīng)答取決于瞬時(shí)受體電位 (TRP) 通道，細(xì)胞溫度感應(yīng)器： TRPA1 蛋白的激活并不僅僅由溫度決定，同樣也取決于溫度變化率。如果溫度升高較快，TRPA1 就會(huì)快速開啟，激活大腦溫度感知神經(jīng)元。當(dāng)溫度慢慢升高時(shí)，TRPA1不太活躍。
“機(jī)體內(nèi)有一種反饋機(jī)制能快速開啟和關(guān)閉這種蛋白，”Monl說(shuō)，“但它快速開啟時(shí)，就能刺激通路引發(fā)扭體反應(yīng)。但當(dāng)這個(gè)過(guò)程（溫度變化）慢慢發(fā)生時(shí)，開啟和關(guān)閉機(jī)制就會(huì)相互抵消。”
科學(xué)家們認(rèn)為感知溫度變化率的這種感知能力對(duì)于動(dòng)物快速應(yīng)答，逃避有害溫度非常重要。
“我們認(rèn)為其它動(dòng)物也具有類似的機(jī)制，如青蛙，同樣在人體內(nèi)也可能存在相關(guān)機(jī)制，影響溫度敏感TRP通道。zui終如果這被證明是一個(gè)保守的通用機(jī)制，那么我們的這一發(fā)現(xiàn)將會(huì)為動(dòng)物如何適應(yīng)溫度變化率提出分子機(jī)制。”
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