味覺是如此熟悉的感覺，你可能認(rèn)為科學(xué)家很久以前就已經(jīng)理清了感覺是如何運作的。然而，這樣的研究遠(yuǎn)未解決?，F(xiàn)在，包括加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校杰出教授Craig Montell在內(nèi)的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了動物用來選擇不同食物選擇的第一種酸味受體。研究結(jié)果發(fā)表在Cell Reports雜志上，可能對味覺研究和疾病預(yù)防產(chǎn)生影響。

到目前為止，科學(xué)家們并不知道哪些受體允許動物根據(jù)酸味來評估食物。“在哺乳動物中，一種名為Otopetrin1的蛋白質(zhì)是一種候選物。但實際上，精確的受體在任何動物中都是未知的，”Montell說。“這真的是味道領(lǐng)域的一個主要問題，我認(rèn)為我們都關(guān)心品味。我的意思是，我們都在考慮它。味道非常重要，不僅是為了享受，還為了生存。” 例如，太酸的食物可能會因細(xì)菌或真菌污染而變質(zhì)。

在尋找酸性受體時，Montell的團(tuán)隊為果蠅提供了單獨的糖與糖以及不同濃度的不同酸之間的選擇。然后他們建立了低濃度的各種吸引動物的酸，以及排斥它們的高水平。許多蒼蠅都知道影響其受體蛋白質(zhì)的突變，科學(xué)家們追蹤這些果蠅的行為與傳統(tǒng)果蠅的行為有何不同。

研究小組發(fā)現(xiàn)，蒼蠅需要一種蛋白質(zhì)IR7a來檢測醋中的活性成分醋酸，并根據(jù)醋酸濃度做出決定。那些沒有蛋白質(zhì)的人無法識別酸，但突變的IR7a并沒有影響動物感知團(tuán)隊測試的任何其他酸的能力。

“令人驚訝的是，這種受體是多么狹窄，”蒙特爾說。由于該團(tuán)隊測試了有限數(shù)量的酸，他們不相信蛋白質(zhì)只對乙酸有反應(yīng)。但即便如此，“它仍然只是狹隘地調(diào)整，”蒙特爾補充道。“我們預(yù)計一種受體會占許多酸性化合物。”

但是，擁有挑剔的味覺可能會帶來好處。品味點是收集有關(guān)潛在食物的信息，因此能夠區(qū)分兩種類似物質(zhì)，如醋酸和乳酸，必須為果蠅提供某種相關(guān)信息。不同的酸來自不同類型的微生物活動，因此Montell懷疑能夠區(qū)分不同的酸化合物可能使蒼蠅尋找或避免具有不同類型的微生物生長的食物。

將這種狹窄調(diào)節(jié)的酸受體與人體糖受體進(jìn)行比較。在我們的35種味覺受體中，只有一種受兩種不同蛋白質(zhì)組成的受體復(fù)合物用于檢測所有糖類。“這是我們很難區(qū)分不同類型的甜味化合物的原因之一，”蒙特爾說。“他們正在激活相同的受體。”

相比之下，我們有幾十種苦味的受體，通常與我們試圖避免的物質(zhì)相對應(yīng)。只有更多種類的苦味化學(xué)品，而且許多是有害的，所以我們需要許多受體來檢測苦味化合物。在蒼蠅中，檢測苦味化合物的相同味覺受體細(xì)胞感覺到高水平的乙酸，兩者都是蒼蠅避免的。

一旦該小組發(fā)現(xiàn)蒼蠅需要IR7a來檢測醋酸，他們很好奇這種蛋白質(zhì)是否足以產(chǎn)生這種能力。研究人員將其引入飛蠅神經(jīng)元，這些神經(jīng)元與糖反應(yīng)，看它們是否對酸敏感。值得注意的是，他們做到了。然而，當(dāng)研究小組在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的哺乳動物細(xì)胞中引入IR7a時，細(xì)胞對乙酸不敏感。這些結(jié)果表明，IR7a與味覺受體細(xì)胞中的其他蛋白質(zhì)協(xié)同作用來檢測乙酸，Montell計劃在未來的研究中繼續(xù)研究。

“這里的發(fā)現(xiàn)是找到一種神秘的受體，這種受體在非?；镜臇|西中很重要：酸味，”蒙特爾說。

味覺和嗅覺受體實際上是不同動物之間最不保守的蛋白質(zhì)之一。“動物往往生活在含有不同食物和危險化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境中。因此，嗅覺和味覺受體在非常強的選擇壓力下感知動物環(huán)境中的特定化學(xué)物質(zhì)，”Montell解釋說。

雖然類似于IR7a的受體在人類中不是保守的，但是在傳播疾病的昆蟲載體中發(fā)現(xiàn)了相關(guān)蛋白質(zhì)。蒙特爾的實驗室目前正在研究蚊子埃及伊蚊，它傳播登革熱，寨卡病毒和黃熱病等疾病。雌蚊使用視覺，嗅覺，溫度和味道來追蹤它們的人類目標(biāo)。

“我認(rèn)為了解一般昆蟲中的受體是非常有價值的，不僅因為它是有趣的基礎(chǔ)科學(xué)，而且還可能導(dǎo)致控制蚊子吸引人類的方式，”蒙特爾說。