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果蝇研究揭示味觉神经元的功能

果蝇可以教我们什么关于味道以及化学物质如何使我们的味蕾识别甜味、酸味、苦味、鲜味和咸味?相当多,据加州大学河滨分校的研究人员称,他们发表了一项研究,探索昆虫的味觉。

“昆虫取食行为直接影响人类在许多方面,那些寻求人类血液中的害虫,其食欲可以在肆虐携带疾病的蚊子农业部门,” Anupama Dahanukar,分子,细胞和副教授说,系统生物学,谁领导该研究发表在《神经科学杂志》上。“昆虫味觉神经元的组织方式以及它们的功能对于更深入地了解它们的进食行为至关重要。”

果蝇在其全身有多个味觉器官,可以检测称为促味剂的化学物质,以发出食物是否可口或有害的信号。然而,目前还不清楚每个味觉器官中的单个神经元如何控制进食。为了探索这个问题,Dahanukar 的团队以果蝇的咽部为模型,研究味觉信息是否在细胞水平上调节糖和氨基酸的消耗。

Dahanukar 解释说,动物在很大程度上依赖味觉来做出进食决定,例如在避免食用有毒食物的同时食用有营养的食物。

“在哺乳动物中,味觉信息由存在于舌头味蕾中的特化细胞编码,”她说。“这些细胞中表达的味觉受体可以检测不同的化学物质。不同细胞中表达的受体的分子和功能差异允许识别不同的味道,如咸、酸、甜、苦或鲜味。”

几项针对果蝇的新研究表明,单个味觉神经元可以检测属于多个味觉类别的化合物,这引发了一些关于单个味觉神经元的不同行为作用的问题。例如,如果许多类味觉神经元被糖激活,那么仅激活一类味觉神经元会如何影响行为?

Dahanukar 的团队通过对一只苍蝇进行基因工程来回答这个问题,其中只有一种确定的咽部神经元处于活动状态。然后,该团队在不同的喂食实验中测试了这只果蝇,以了解与所有味觉神经元都完好无损的动物相比,果蝇能做什么或不能做什么。

该研究论文的第一作者 Yu-Chieh David Chen 说:“在我们的研究中,我们发现单一味觉神经元能够对不止一种味觉类别——甜味和氨基酸——做出反应并激活行为反应。”“我们还发现,我们研究中的单一味觉类别——氨基酸——可以激活多种类型的味觉神经元。”

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