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果蝇酸味的拔河受体揭示了人类的味觉生物学

导读费城——酸味不像甜味那样具有几乎普遍的吸引力。酸奶和柠檬汁等微酸的食物或饮料对许多人来说是美味的,但变质的牛奶等酸度很高的食物很恶

费城——酸味不像甜味那样具有几乎普遍的吸引力。酸奶和柠檬汁等微酸的食物或饮料对许多人来说是美味的,但变质的牛奶等酸度很高的食物很恶心,甚至是危险的。像人类一样,包括昆虫在内的许多其他动物更喜欢微酸性食物而不是非常酸性的食物。

进化生物学家推测,需要对酸味检测进行微调是一个双面硬币:微酸性食物可以增强消化并刺激唾液分泌;相对的酸甜味道可以表明水果的最佳成熟度;极酸的食物,如带有苦味,是警告不要摄入的食物。然而,尽管有这种用处,动物如何使用相同的酸味系统辨别不同浓度的酸以产生不同的进食行为?

由莫奈尔化学感官中心首席研究员张亚丽博士领导的一个研究小组最近解决了这个长期存在的问题。他们的工作最近发表在Nature Communications 上。

使用果蝇作为研究模型,张和他的团队着手阐明动物如何分辨低浓度和高浓度酸之间的差异。“我们选择果蝇是因为它们不仅可以帮助我们识别参与味觉传导的遗传成分,而且与其他动物模型相比,它们还对一系列酸浓度表现出明显且独特的味觉反应,”张说。

他的团队,包括来自莫奈尔中心和宾夕法尼亚大学的作者 Tingwei Mi、John Mack 和 Christopher Lee,发现苍蝇使用两种不同类型的味觉(味觉)受体神经元 (GRN),它们类似于哺乳动物的味觉受体细胞, 稍微区分高酸食物。一组 GRN 被低酸度最大程度地激活,而另一组则对高酸度显示出最佳反应。当品尝酸性食物时,苍蝇的大脑会评估两种神经元群的激活情况,并根据哪种类型的神经元获胜来决定是选择还是拒绝酸性食物。

“我们很高兴地发现苍蝇的酸味行为是由低酸和高酸敏感味觉受体细胞之间的‘拔河’决定的,”张说。这种二元酸味系统可以解释为什么包括人类在内的许多动物会被低浓度的酸所吸引而被高浓度的酸所排斥。

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