研究人員鑒定并表征了一種從果蠅到人類保守的酸味受體

人類和果蠅對許多相同的味道都有反應(yīng)——甜、咸、苦等。然而，識別這些物質(zhì)的受體在我們和昆蟲之間是非常不同的。除了酸味的時候。

在一項(xiàng)新研究中，加州大學(xué)圣巴巴拉分校的博士后研究員Anindya Ganguly和杰出教授Craig Montell鑒定并描述了一種對果蠅酸度敏感的味覺受體。該蛋白質(zhì)與人類酸味受體屬于同一組，這是一個稱為 otopetrins 的離子通道家族。結(jié)果發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊上。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)系 Duggan 教授 Montell 說：“這篇論文令人興奮的是，它解決了一個長期存在的問題，即昆蟲體內(nèi)的酸味受體是什么。”“事實(shí)證明，與其他味覺受體不同，自從蒼蠅和人類最后一次擁有共同祖先以來，這個味覺受體已經(jīng)保存了 8 億年。”

這一發(fā)現(xiàn)表明，感知酸——一種我們認(rèn)為是酸的味道——對生存必須非常重要。更令人驚訝的是，果蠅和人類之間許多其他重要的味覺通路并不保守，因?yàn)椴幌嚓P(guān)的受體檢測到許多相同的化學(xué)物質(zhì)。

到目前為止，酸味受體的身份一直是個謎。根據(jù)蒙特爾的說法，直到幾年前，沒有人知道任何動物的酸味受體。otopetrins 不會是明顯的候選者。直到最近南加州大學(xué)的 Emily Liman 教授發(fā)現(xiàn)它們在哺乳動物酸味中起作用之前，它們才在味覺中發(fā)揮任何作用，這項(xiàng)最新研究的合著者。

果蠅具有三種 otopetrin：OtopLA、OtopLB 和 OtopLC。研究小組發(fā)現(xiàn)，敲除 OtopLA 基因的表達(dá)會極大地削弱果蠅對酸的行為。這些果蠅無法識別它們所提供的不同酸-糖溶液的酸度。事實(shí)上，當(dāng)出現(xiàn)酸性糖溶液時，突變體的味覺神經(jīng)元活性要低得多。

更重要的是，OtopLA 在果蠅的行為中扮演著雙重角色。這對于昆蟲對微酸性食物的吸引力以及對強(qiáng)酸性食物的厭惡至關(guān)重要。盡管受體是對刺激做出反應(yīng)的東西，但神經(jīng)元及其連接告訴大腦如何解釋這一點(diǎn)。例如，如果你在甜神經(jīng)元中表達(dá)苦味化合物的受體，然后給蒼蠅一些苦味，昆蟲可能會吃掉它。“它不是物質(zhì)，而是它激活物質(zhì)的神經(jīng)元和大腦區(qū)域，”主要作者甘古利說。這就是為什么一種化學(xué)物質(zhì)可以引起積極或消極反應(yīng)的原因，具體取決于其濃度。

既然團(tuán)隊(duì)知道要關(guān)注哪個 Otop，他們就研究了 OtopLA 在果蠅味覺系統(tǒng)中的表達(dá)位置。Montell 解釋說，蒼蠅有五個味覺反應(yīng)神經(jīng)元 (GRN)。

- GRNs 被有吸引力的刺激物激活，如糖;

- B GRNs 受苦味化合物的刺激;

- C GRN 對水有反應(yīng);

- D GRN 檢測正離子，如鈣;

- E GRN 對低鹽有反應(yīng)。

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