探索嗅覺的奧秘第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三2004年諾貝爾生理學和醫學獎頒發給兩位美國科學家理查德·阿克塞爾(RichardAxel)和琳達·巴克(LindaBuck),以表彰他們在人體氣味受體和嗅覺系統的結構研究中作出的杰出貢獻.第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三理查德·阿克塞爾1946年生于美國紐約，1970年取得美國約翰·霍普金斯大學醫學博士學位，現就職于美國哥倫比亞大學霍華德·休斯醫學研究所，任生物化學、分子生物物理學和病理學教授。琳達·巴克

1947年生于美國西雅圖，1980年在得克薩斯大學西南醫學中心取得免疫學博士學位。巴克現任職于美國西雅圖的弗雷德·哈欽森癌癥研究中心，她是美國國家科學院院士，并且是歷史上第七位獲得諾貝爾醫學獎的女性。第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三主要成就

發現了氣味受體以及編碼氣味受體的約含1000個基因的超家族并在分子水平闡明了嗅覺機制。

揭示了人類嗅覺系統的奧秘，告訴世界“我們是如何能夠辨認和記得１萬種左右的氣味”的。第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

嗅覺體驗第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三嗅覺神經細胞支持細胞基底細胞嗅上皮研究背景第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三氣味分子結合表面特異受體G蛋白激活腺苷酸環化酶活性增強cAMP含量環腺苷酸門控通道打開鈉離子內流膜電位改變第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三實驗過程234作出假設驗證假設得到結論1提出問題第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三提出問題嗅覺系統如何辨別眾多氣味的？如何從分子水平解釋嗅覺機制？第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三作出假設1.氣味受體可能屬于受體蛋白超家族，通過G蛋白偶聯受體進行細胞內信號轉導2.氣味分子結構多樣性表明氣味受體本身存在顯著差異，因此可能由多基因家族編碼3.氣味受體的表達局限于嗅上皮第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三技術路線

從老鼠嗅上皮細胞提取RNA反轉錄得到cDNAPCR，酶切驗證從cDNA中篩選出可能的超基因家族成員驗證測序Northern雜交分析氨基酸序列Southern雜交第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三PCR、酶切電泳檢測A圖中PCR引物為GPCR家族跨膜結構域2和7所含保守序列B圖將A圖大小合適的片段用Hinfl酶切所得第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三32P-labeledmixtureofsegmentsofsevendivergentcDNA

clonesNorthern雜交第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

cDNA編碼的含有七次跨膜結構域蛋白（白色表示同源性大于60%，黑色表示可變氨基酸殘基）第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三

（將老鼠肝臟DNA用EcoRI(A)orHindlll(B)進行酶切，用已經克隆的部分cDNA為探針進行Southern雜交）顯示出基因家族約有100至幾百個基因，而且可以再分為亞族（后來共發現1000多種）Southern雜交第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三A圖為根據我們克隆的cDNA預測的第五個跨膜結構域氨基酸序列根據同源性又可以將其分為B、C、D不同亞家族第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三研究結論1、嗅覺受體由一個約含1000個基因的多基因家族編碼2、該基因家族是一個新的、數量龐大的G蛋白偶聯受體家族3、該基因家族僅表達于嗅上皮第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三新的疑問？氣味受體是如何在嗅覺神經細胞上選擇性表達的？大腦如何辨別不同氣味？第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三阿克塞爾和巴克在1991年有關嗅覺受體研究上的重大發現使得這一研究方向吸引了大量科研工作者。為嗅覺機制的闡明起到奠基作用。

此后,他們又對嗅覺系統進行獨立研究并為闡明嗅覺機制做出了新的貢獻。第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三嗅覺系統中的深化研究阿克塞爾和巴克在后續試驗中發現：每個嗅覺神經細胞只表達一種氣味受體，每一個嗅神經細胞只對一種或兩種特殊的氣味起反應。表達相同氣味受體的嗅神經細胞的軸突匯集于嗅球中特異的嗅小球特異的嗅小球激活特異的僧帽細胞僧帽細胞將信號傳遞到大腦的幾個部位第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三1000種基因編碼1000種氣味受體但是人類能識別約10000種氣味為什么？第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三大腦辨別不同氣味的機制第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三目錄

應用成功因素啟發

第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三嗅覺系統原理的應用

阿克塞爾和巴克所發現的嗅覺系統的一般性原理似乎也可以應用到其他感覺系統。比如另外一種用于傳遞信息的“氣味”——信息素(pheromones)。

一些研究表明，在嚙齒類動物中存在“一見鐘情”的信息素。但是我們還不知道，人類是否也有類似作用的信息素。第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三嗅覺研究在商業上的應用

老鼠被訓練搜尋地震后被埋在廢墟下的人們。老鼠嗅覺靈敏，利用嗅覺原理經過數月訓練記住人類的氣味后，科學家在它腦內植入電極，并與電子發報機相連。當它們被派往廢墟現場，嗅到“目標”的氣味之后，腦電波波動圖形顯示“啊哈……找到了”。此時，技術人員可通過設備確定小老鼠的位置，同時也就能知道被困人員的下落。另外，日本研究人員正研究一種氣味槍，可以用在商場等地。當顧客從面包房前走過時，攝像頭會指揮氣味槍噴出面包香味，以此來吸引顧客。美國洛克菲勒大學的研究人員發現，蚊子的嗅覺依賴于Or83b號基因，如果采用化學方法使該基因功能失效，蚊蟲就難以找到獵物———人了。

第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三成功因素

客觀

分子生物學重大突破巨額的經費支持其他學科的發展主觀

導師的支持

科研敏感性博大胸懷自身因素

創新思維實事求是多學科交叉背景問題的提出第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三問題提出1000個基因的發現蛋白質是怎么排列的氣味分子和受體蛋白的結合第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期三相關事件

2008年3月6日，2004年諾貝爾生理學或醫學獎得主琳達·巴克及其合作者，在英國《自然》雜志上發表一則聲明。這個篇幅不足半頁的聲明指出，2001年刊登在《自然》雜志上的一篇論文，由于“發表的圖表數據和原始數據存在不一致的地方”，造成實驗結果無法重復。所以，作為通訊作者，她決定撤銷該文。在國際學術界，“召回”已發表論文是一件非常丟臉的