美國科學(xué)家理查德-阿克塞爾和琳達(dá)-巴克分享殊榮


頒獎典禮現(xiàn)場

2004年度諾貝爾醫(yī)學(xué)獎于周一下午揭曉，美國科學(xué)家理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克因在人類嗅覺方面的卓越成就而獲得這一獎項。
 
這兩位科學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)了人體“氣味感受器”的大型基因家族，這使我們得以理解“人類為什么能夠自覺感受到春天紫丁香的香氣，并在任何時候都能提取出這種嗅覺上的記憶”。

兩位科學(xué)家因為他們的努力而獲得了138萬美元的獎勵。

琳達(dá)·巴克和她的導(dǎo)師理查德·阿克塞爾一直在努力找出人類嗅覺和味覺的秘密，而且已經(jīng)在這方面工作了14年。

琳達(dá)·巴克說：“首先要找出哺乳動物如何分辨這么多氣味，其次是神經(jīng)系統(tǒng)如何把這么多不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成不同的感覺和行為。”

1991年，巴克取得了第一個突破。她在哥倫比亞大學(xué)和導(dǎo)師理查德·阿克塞爾發(fā)現(xiàn)了包含鼻子里的氣味感受器的基因圖譜。氣味感受器在鼻子后部，是一種在鼻腔細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，通過與特殊的氣味分子結(jié)合來識別氣體。這一研究的難點在于與氣味有關(guān)的基因數(shù)量很大，在總共大約5萬個基因里有1000個左右與氣味有關(guān)，占了2%。

1999年，相關(guān)的基因密碼被破譯。根據(jù)這種密碼，每個氣味感受器能識別多種氣味，每種氣味也能被多個氣味感受器識別，因此，氣味感受器是通過一種復(fù)雜的合作方式一起識別氣味。

以下是瑞典科學(xué)院決定向這兩位美國科學(xué)家頒發(fā)醫(yī)學(xué)獎的文告內(nèi)容節(jié)選：

人類的嗅覺長期以來一直是一個非常神秘的領(lǐng)域。人類認(rèn)識和記憶1萬種不同氣味的基本原理一直不為人所知。今年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎或生理學(xué)獎的獲獎?wù)呓鉀Q了這一問題。他們所進(jìn)行的一系列先驅(qū)性的研究向我們清楚地闡釋了我們的嗅覺系 統(tǒng)是如何運(yùn)作的。他們發(fā)現(xiàn)了一個大型的基因家族。這一基因家族由1000種不同的基因組成(占我們基因總數(shù)的百分之 三)，這些基因構(gòu)成了相當(dāng)數(shù)量的嗅覺受體種類。這些受體 位于嗅覺受體細(xì)胞之內(nèi)，這些細(xì)胞在鼻上皮的上端，可以探 測到吸入的氣味分子。

每個嗅覺受體細(xì)胞只含有一種嗅覺受體，每個受體可以探測 到數(shù)量有限的氣味。我們的嗅覺受體細(xì)胞因此對一些氣味很 敏感。這些細(xì)胞直接向特定的微型終端傳送神經(jīng)反應(yīng)過程。 攜帶同樣受體的受體細(xì)胞向同樣的腎小球傳送他們的神經(jīng)反 應(yīng)過程。微型終端再向大腦其它的部分傳送信息。數(shù)個嗅覺 受體所得到的信息在大腦進(jìn)行綜合，形成一種模式。因此， 我們能夠在春天時感覺到丁香的香味，并在其它時候記起這 種香味。

理查德·阿克塞爾(來自美國紐約)和琳達(dá)·巴克(來自美國西雅圖)1991年聯(lián)合發(fā)表了他們有關(guān)嗅覺的基礎(chǔ)論文。他 們在論文中形容了嗅覺受體的一千種基因組成的基因家族。 他們隨后獨立地展開工作。他們進(jìn)一步通過分子結(jié)構(gòu)和細(xì)胞 組織清楚地向我們闡述了嗅覺系統(tǒng)。

理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克得出的結(jié)論認(rèn)為每個嗅覺受 體細(xì)胞都只表達(dá)某一種特定氣味受體基因。這個結(jié)論出乎人 們的意料。阿克塞爾和巴克繼而確定了大腦的第一個中轉(zhuǎn)站 的組織構(gòu)成。

理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克在研究嗅覺系統(tǒng)中所發(fā)現(xiàn)的 一般原則看起來也適用于其它感官系統(tǒng)。信息素是一種可以 影響不同社會行為的分子，尤其是在動物身上。理查德·阿 克塞爾和琳達(dá)·巴克都獨立地發(fā)現(xiàn)了兩種其它類型的G蛋白 質(zhì)連結(jié)狀受體可以探測到信息素。這兩種其它類型的G蛋白 質(zhì)連結(jié)狀受體位于鼻上皮的上端。舌味蕾上還有另一種類型 的G蛋白質(zhì)受體受體，而這與味覺有關(guān)。