“溫水煮青蛙”的故事應(yīng)該很多人都聽過，這是一個經(jīng)典的青蛙實驗，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在溫度變化很慢的時候動物對溫度的敏感性就會降低。事實上包括人在內(nèi)的許多動物都有這個特點，但是這到底是為什么呢
為了解析這一現(xiàn)象背后的分子機制，來自加州大學(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，揭示出了動物為何會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華氏溫度的變化會引起果蠅幼蟲扭體反應(yīng)。然而，當(dāng)溫度升高得很慢的時候，動物反應(yīng)就會減少。
“我們了解不少關(guān)于動物對溫度突然大變化的反應(yīng)，它們會啟動逃生應(yīng)答來對有害高溫做出反應(yīng)，但是這些動物為何會對同樣的高溫，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。生物通
答案就是兩部分機制。
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)劇烈變化的時候，就會出現(xiàn)大腦保護(hù)，尤其對于果蠅幼蟲來說，因為它們是冷血動物，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，就會刺激扭體反應(yīng)”，Monl解釋道。
其次，研究人員發(fā)現(xiàn)對快速升溫的迅速應(yīng)答取決于瞬時受體電位 (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，TRPA1不太活躍。
“機體內(nèi)有一種反饋機制能快速開啟和關(guān)閉這種蛋白，”Monl說，“但它快速開啟時，就能刺激通路引發(fā)扭體反應(yīng)。但當(dāng)這個過程（溫度變化）慢慢發(fā)生時，開啟和關(guān)閉機制就會相互抵消。”
科學(xué)家們認(rèn)為感知溫度變化率的這種感知能力對于動物快速應(yīng)答，逃避有害溫度非常重要。
“我們認(rèn)為其它動物也具有類似的機制，如青蛙，同樣在人體內(nèi)也可能存在相關(guān)機制，影響溫度敏感TRP通道。zui終如果這被證明是一個保守的通用機制，那么我們的這一發(fā)現(xiàn)將會為動物如何適應(yīng)溫度變化率提出分子機制。”
