Science：破译味觉的密码

　　

生物通报道：盐是生活中不可或缺的调味品，不过盐放得太多也让人无法下咽。当食物中的盐分过量时，舌头和大脑就会做出反应，让我们停止进食，以免过量的盐分对身体造成危害。

Johns Hopkins大学和加州大学的研究人员在果蝇中发现，两种不同类型的味觉感受细胞发出竞争性的信号，控制果蝇对盐分的反应。其中一种细胞吸引果蝇进食含盐食物，另一种则排斥盐分摄取。这项研究于六月十四日发表在Science杂志上。

“机体中的许多关键活动需要钠才能进行，例如肌肉活动和脑细胞的相互交流，但钠离子过量也会引发心脏病等健康问题，”文章的第一作者Yali Zhang博士说。他介绍道，为了维持健康，人类和动物倾向于摄取含盐量较低的食物，避开含盐量高的食物。

为了解析机体内的相关机制，Zhang博士与Craig Montell教授等人合作，对果蝇长而卷曲的喙进行了深入研究，这一器官相当于果蝇的舌头。这项研究主要针对的是喙上的毛发状感受器，这种感受器相当于果蝇的味蕾。

此前有研究显示，果蝇具有不同类型的感受器，一种让果蝇受到某些味道的吸引，而另一种则令果蝇对一些味道产生排斥。Zhang博士用不同浓度的盐水接触感受器，并通过同样的电极来检测不同感受器所发出的电信号，以此分析感受器对盐分的应答。

研究人员发现，在一个临界点以下，随着盐浓度的增加，吸引型感受器发出的电信号会越来越强。但超过这一临界点之后，盐浓度继续升高会导致吸引型感受器的电信号减少。与此相反的是，随着盐浓度的升高，排斥性型感受器给出的电信号越来越强。

研究显示，吸引型和排斥型感受器中的味觉感受细胞处于竞争之中，这样的竞争决定果蝇是继续进食，还是离开去寻找更美味的食物。在盐浓度较低的情况下，吸引型信号会压倒排斥型信号，告诉果蝇食物“可口”。但在盐浓度高的情况下，排斥型信号占据优势，告诉果蝇食物“很难吃”。

为了进一步验证这一结论，研究团队给Ir76b基因引入突变，他们认为该基因编码的蛋白参与了吸引型感受器的活动。研究显示，这一突变使果蝇避开原本可口的低盐量食物。这是因为，Ir76b突变影响了吸引型感受器的应答，使排斥型感受器胜出。

研究人员发现，Ir76b蛋白是一个通道，允许钠离子进入感受器中的味觉细胞。绝大多数的通道蛋白，需要特定化合物或者特定环境改变才能开启。而Ir76b蛋白通道是始终打开的，意味着钠离子能够在任意时间，进入细胞发动电信号。“与绝大多数细胞相比，味觉感受细胞外的局部钠离子浓度要低得多，因此并不需要关闭通道，来避免受到过量钠离子的危害。” Zhang博士说。

钠离子摄入是所有动物都需要应对的问题。虽然从组成来看，动物的味蕾与昆虫的感受器并不相同，但研究人员认为上述竞争机制也适用于动物的的盐味感知。Zhang博士指出，确定人类的低盐感受器，可以帮助人们控制钠离子摄入。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

The Molecular Basis for Attractive Salt-Taste Coding in Drosophila

Below a certain level, table salt (NaCl) is beneficial for animals, whereas excessive salt is harmful. However, it remains unclear how low- and high-salt taste perceptions are differentially encoded. We identified a salt-taste coding mechanism in Drosophila melanogaster. Flies use distinct types of gustatory receptor neurons (GRNs) to respond to different concentrations of salt. We demonstrated that a member of the newly discovered ionotropic glutamate receptor (IR) family, IR76b, functioned in the detection of low salt and was a Na+ channel. The loss of IR76b selectively impaired the attractive pathway, leaving salt-aversive GRNs unaffected. Consequently, low salt became aversive. Our work demonstrated that the opposing behavioral responses to low and high salt were determined largely by an elegant bimodal switch system operating in GRNs.