2021년 노벨 생리학. 의학상 <온도와 촉각 수용체의 발견>에 수여

2021년 노벨 생리학. 의학상 <온도와 촉각 수용체의 발견>에 수여

 

2021년 노벨 생리학. 의학상 <온도와 촉각 수용체의 발견>에 수여

 

 

1,  <온도와 촉각의 수용체> 발견

　

2021년 노벨 생리학. 의학상이 스웨덴의 카로린연구소가 발표하였다. 금년의 수상 이유는 <온도와 촉각의 수용체 발견>이다.

수상자는 캘리포니아대학 교수 데이비드 줄리우스(David Julius)와 미국 스크립스연구소(Scripps Research)에 소속하는 아담 포타포우티안(Ardem Patapoutian) 씨의 공동 수상이다.

데이비드 유리우스는 고추의 쓴 맛의 성분인 갑사이신을 이용하여 피부의 신경말단에 있는 열에 반응하는 수용체를 특정하였다. 「TRPV1」이라고 명명한 것이 일려졌다.

한편 아담 포타포우티안 씨는 피부나 내장의 지극에 반응하는 수용체를 멘솔 (menthol/박하뇌)를 써서 발견하였다. 추위에 활성화되는 수용체 「TRPM8」이라고 이름 지은 데서 알려졌다.

이번의 수상 이유는 이들 발견에 의하여 인간의 신경계가 열이나 냉각, 기계적 자극을 감지하는 구조에 대하여서의 이해가 진보한 것을 들 수 있다.

또 파타포우티안 씨는 세포막에 압력이 걸리는 것으로 활성화하는 이온채널 <PIEZ1>과 <PIEZ2>를 발견하여 이것들이 촉각에 불가결이라는 것도 발표하고 있다. PIEZ2는 신체의 위치나 움직임을 감지하기 위하여서의 중요한 역할을 다하고 있는 점이나 PIEZ1 및 PIEZ2 이온채널이 혈압, 호흡, 방광의 제어 등 기타 중요한 생리기능을 제어하고 있음도 이제까지의 연구에서 나타나게 되었다.

　더구나 TRPV1나 TRPM8이라는 TRP 채절(channel/전송로)이나 PIEZ 채널의 발견은 온도의 감지나 촉각의 기구해명에 진전을 가져왔고, 현재로서는 만성 동통을 비롯한 여러 가지 질환이나 통증을 완화시키는 치료법의 개발 등에 활용할 수 있게 되었다고 한다.

 

2, 우리들은 왜 <뜨거움>을 느끼는가?

　

<수용체>란 우리들이 외계나 체내에서 발생한 <자극>에 반응하기 위하여 세포에 갖추어진 <센서>와 같은 것이다.

우리들이 날마다 식사에서 여러 가지의 맛을 느낄 수 있음도 우리들의 <혀>에 감미, 산미, 염미, 고미 단맛이라는 5가지의 <맛 센서>가 갖추어져 있는 덕분이다.

이와 같이 우리들이 모든 <자극>을 인식할 수 있는 것은 자극에 대응한 <센서>를 가지고 있기 때문이다.

그러면 우리들이 끓는 주전자를 만졌을 때 <뜨겁다>고 느끼는 것은 어째서일까? 얼음을 건드렸을 때 <차가움>을 느끼는 것은 어째서일까?

다시 무엇에 접촉했을 때 <닿았다> 혹은 <아프다>고 느낄 수 있는 것은 어째서일까. 이 메커니즘에도 무엇인가 <센서>가 존재한다고 생각한다.

 

3,  새로운 <센서>의 세계

　

2021년 노벨 생리 . 의학상 수상자로서 선정된 과학자는 마치 그 센서의 발견에 크게 공헌한 두 사람이다.

데이비드 줄리아스 박사는 고추의 쓴 맛의 성분인 <갑사이신>을 써서 고추에 닿았을 때에 통증(쓴 맛)을 느끼는 이유를 탐구하는 중에 그 <센서>를 발견하였다. 다시 그것이 열이나 통증을 느끼는 <센서>이기도 하다는 것을 찾아냈다.

그 후 차가움에 반응하는 <센서>를 발견하는 등 인간의 온도지각의 구조를 밝히는 데에 중요한 성과를 올렸음이 평가되었다.

아덴, 파타포우티안 박사는 데이비드 주리안 박사와는 독립적으로 차가움에 반응하는 센서를 특정하고 있다.

 

4,  말단 자유 신경종말

 

생물의 신체에 있어서 외계나 체내에서 어떤 자극을 받아 정보(감각)로서 이용할 수 있도록 변환하는 구조를 가지고 있는 구조를 수용체（receptor）라 한다.

수용체는 외계나 체내에서의 자극을 받으면 세포의 경우 수용세포라 한다. 예를 들면 눈의 망각에서 빛을 받아들이는 세포는 시세포(간상체/桿狀體/벼짚모양)、간상체/杆狀體/막대모양)이고 코 안에 있어서 냄새를 받아들이는 세포는 후세포(嗅細胞)이다.

외계나 체내에서의 자극을 받으면 분자나 단백질 등의 복합체가 수용체가 되는 경우도 있다.

신호 전달에 관계한다. 많은 경우 수용세포의 세포막상이나 세포질 혹은 핵내에 있는 단백질이다.

예를 들면 망각의 시세포에는 도롭신 등 관수용체가 함유되어 있고 호르몬의 작용을 받는 세포는 호르몬과 결합하는 수용체가 함유되고 있다.

이제까지 통각, 촉가, 온각 등은 수용체가 발견되지 않아서 자극을 수용하기 위한 특별한 구조를 가지지 않은 신경섬유의 말단자유신경종말로 감지된다고 생각하고 있었다.

이 신경세포 말단에는 수초(髄鞘)가 소실되어 있어서 통각, 촉각, 온각 등의 자극을 직접 수용하여 뇌로 전달된다고 생각하고 있었다. 이 문제는 금년 노벨상 수상자에 의하여 해결되었다.

일본어원문=2021年ノーベル生理学・医学賞 デビッド、アーデム「温度と触覚の受容体の発見」

출처=https://news.yahoo.co.jp/articles/46678d159e68c8c9482b2c1e206769b40a3caadf