Нобелевскую премию по медицине вручили за открытие тактильных рецепторов температуры и осязания

Это открытие в перспективе может использоваться как в медицине, так и в робототехнике и виртуальной реальности.

Нобелевский комитет в Стокгольме назвал имя лауреатов премии в области медицины — ими стали Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян, которые открыли, каким образом температура или, например, прикосновение превращаются в человеческие ощущения.

Так, ученые открыли рецепторы, которые реагируют на механические раздражители кожи и внутренних органов.

Вручение прошло дистанционно из-за пандемии коронавируса и транслировалось на сайте Нобелевского комитета.

Это открытие потенциально может применяться в разных областях — от медицины до виртуальной реальности и роботостроения.

«Уровень открытия должен быть очень высоким. Это не может быть изобретением или усовершенствованием чего-то существующего. Должно быть именно открытие», — сообщили в Нобелевском комитете перед вручением премии.

Родившийся в 1955 году Джулиус работает в Калифорнийском университете в Сан-Франциско и в последние десятилетия изучает молекулярные механизмы, помогающие людям ощущать прикосновение и боль.

Группа ученых под его руководством выявила целое семейство чувствительных к температуре рецепторов, позволяющих нервным волокнам определять высокие и низкие температуры, используя свойства натуральных продуктов, в частности, острого перца.

Так Джулиус открыл рецептор капсаицина, который позже получил название TRPV1. Это привело исследователя и к другим открытий.

Когда Джулиус исследовал способность белка реагировать на тепло, он понял, что обнаружил термочувствительный рецептор, который активируется при температурах, которые тело воспринимает болезненными.

Тогда Джулиус идентифицировал рецептор TRPM8, который активируется холодом. 

Дэвид Джулиус и Ардем Патапутиан независимо друг от друга использовали ментол для выявления этого рецептора. 

Ученые определили ионные каналы, связанные с TRPV1 и TRPM8, которые активировались от различных температур.

«Открытие TRPV1 Дэвидом Юлиусом стало прорывом, который позволил нам понять, как перепады температур могут вызвать сигналы в нервной системе», — рассказали в Нобелевском комитете. 

Кроме механизмов восприятия температур, ученых интересовали еще не до конца понятные механизмы соприкосновения. 

Ардем Патапутиан начал работать над определением рецепторов, активируемых механическими раздражителями. 

Патапутиану и его коллегам удалось обнаружить единственный ген, который делает клетки чувствительными к прикосновениям. Был открыт новый ионный канал, который получил название Piezo1 (от греческого «давление»). Впоследствии был открыт второй ген, названный Piezo2. 

Ученые установили, что Piezo1 and Piezo2 — это чувствительные ионные каналы, которые активируются во время давления на клеточные мембраны.

Научный прорыв Патапутиана помог установить, что Piezo2 необходим для тактильной чувствительности. 

Кроме того, он играет ключевую роль в критически важном чувстве положения и движения тела. 

Кроме того, каналы Piezo1 и Piezo2 регулируют важные физиологические процессы, в частности артериальное давление, дыхание и контроль мочевого пузыря.

«Открытие каналов TRPV1, TRPM8 и Piezo лауреатов Нобелевской премии позволили нам понять, как тепло, холод и механическая сила могут инициировать нервные импульсы, которые позволяют нам воспринимать окружающий мир и адаптироваться к нему», — отмечают на сайте Нобелевской премии.

Эти знания используются в медицине для лечения многих заболеваний, в частности, хронических болей.

На этой неделе нобелевский комитет объявит обладателей премии еще в пяти областях. Во вторник объявят обладателя премии по физике, в среду — по химии, в четверг — по литературе. В пятницу в столице Норвегии будет объявлен лауреат Нобелевской премии мира, на которую претендуют 329 кандидатов. 11 октября объявят лауреатов премии в области экономики.