合適的環境感知與響應是物種生存適應的前提。生命體經過長期的進化以適應複雜多變的物理、化學刺激。近年來，中國科學院昆明動物研究所賴仞研究團隊在理解動物的物理或化學感知機制方面取得了一系列進展，利用生物毒素分子為工具探索了冷熱溫度感知和響應機制 (Nat Commun 2015; 2019; PNAS 2018，2020, 2022a, b, Sci Adv 2017, 2020; PLoS Biol 2018; Curr Biol 2022)，以及它們在動物環境感知和適應方面的生物學意義。
OTOP1是一類在脊椎動物中高度保守的膜蛋白。近期，美國南加州大學Emily Liman團隊發現OTOP1是一個全新的質子通道。OTOP1在前庭細胞、味覺細胞、背根神經節、棕色脂肪組織、心臟、子宮、腎上腺中都有表達。功能研究表明OTOP1通道能被酸激活，在脊椎動物酸味覺感知中發揮重要功能。
2023年1月3日，中科院昆明動物所賴仞、羅雷在Nature Communications雜誌上發表了文章Vertebrate OTOP1 is also an alkali-activated channel，揭示了脊椎動物鹼感知和響應分子機制。
該工作發現OTOP1通道也能被鹼激活，並可以分別響應細胞外的酸和鹼刺激。機制解析發現OTOP1的S5-S6和S11-S12連接處K221和R554的突變顯著降低了鹼對通道的親和力而不影響酸對通道的激活。此外，鹼激活的OTOP1通道對H+的選擇性明顯高於酸激活。上述結果表明OTOP1通道的酸和鹼激活可能是獨立的門控過程。對其鹼激活生理功能挖掘發現，在生理條件下，味覺受體細胞 (TRCs) 響應細胞外鹼性刺激產生內向電流，具有誘發動作電位的潛能，表明TRCs可能感受環境鹼性刺激。OTOP1通道的鹼激活和所需的關鍵殘基在脊椎動物中高度保守，這提示OTOP1通道參與了脊椎動物的鹼感知相關的生理活動。
田利鳳、張浩、楊仕隆為本文共同第一作者，中科院昆明動物所賴仞、羅雷為本文的共同通訊作者。
OTOP1參與鹼感知和響應示意圖
原文連結：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-35754-9
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