Hadiah Nobel 2021 untuk fisiologi atau pengobatan telah diberikan kepada David Julius dan Ardem Patapoutian karena menemukan bagaimana sel mendeteksi suhu dan sentuhan.
Kemampuan untuk merasakan panas dan tekanan mekanis sangat penting untuk segala hal mulai dari menghindari terbakar hingga mengetahui kapan kita perlu buang air kecil, tetapi sampai saat ini kita tidak tahu persis bagaimana sel-sel saraf mendeteksi panas dan sentuhan.
Untuk mengetahui bagaimana sel-sel saraf mendeteksi panas, David Julius di University of California, San Francisco, mengeksploitasi fakta bahwa capsaicin dalam cabai mengaktifkan reseptor panas, membuat mereka merasa panas. Pada 1990-an, timnya mengambil DNA gen yang diketahui aktif dalam sel sensorik dan menambahkan fragmen ke sel yang biasanya tidak merespons capsaicin.
Dengan mencoba ribuan fragmen berbeda untuk melihat mana yang memungkinkan sel membuat reseptor dan merespon capsaicin, mereka mengidentifikasi protein yang sekarang disebut TRPV1 yang mengkode saluran ion yang berada di membran sel saraf. Suhu yang lebih tinggi membuka saluran ion, menyebabkan perubahan tegangan yang membuat saraf menyala dan dengan demikian memberikan sensasi panas.
Tim yang dipimpin oleh Julius dan Ardem Patapoutian, di Scripps Research di La Jolla, California, kemudian secara independen menemukan saluran ion serupa yang disebut TRPM8 yang terbuka sebagai respons terhadap dingin ketimbang panas. Kedua tim memanfaatkan fakta bahwa mentol memicu reseptor dingin ini. Beberapa saluran ion serupa sejak itu telah ditemukan, memungkinkan berbagai suhu yang berbeda untuk dirasakan.
Untuk mengidentifikasi reseptor sentuhan, Patapoutian menggunakan sel yang menghasilkan sinyal listrik saat ditusuk. Tim juga mengidentifikasi 270 gen yang mungkin mengkode protein reseptor sentuhan. Mereka mematikan gen-gen ini di dalam sel satu per satu.
Dengan cara ini mereka menemukan PIEZO1, saluran ion yang terbuka sebagai respons terhadap tekanan mekanis. Itu memungkinkan tim untuk mengidentifikasi protein serupa yang disebut PIEZO2. Reseptor ini membantu tubuh mendeteksi hal-hal seperti tekanan darah, tekanan kandung kemih dan pernapasan selain sentuhan eksternal.
