研究人员发现碱性味道的分子基础

直到现在，动物是否可以品尝碱性或碱性食物以及它们如何做到这一点仍然是一个谜。由莫奈尔化学感官中心首席研究员Yali Zhang博士领导的一个研究小组最近解决了这个问题，就像他们在2021年pH值较低的酸味所做的那样。他们的工作今天发表在Nature Metabolism上，确定了以前未知的氯离子通道，他们将其命名为嗜碱性(Alka)，作为碱性pH的味觉受体。

pH值是物质酸性或碱性程度的尺度，必须恰到好处地激发许多生物过程，例如分解食物和产生酶促反应。虽然研究人员熟悉酸味，它与酸有关，并允许人们感知pH值的酸性末端，但对动物如何感知pH光谱另一端的碱知之甚少。检测食物来源中常见的酸和碱很重要，因为它们会显着影响动物食用的营养特性。

Zhang的研究小组发现，Alka在果蝇的味觉受体神经元(GRNs)中表达，GRNs是哺乳动物味觉受体细胞的对应物。当面对中性食物与碱性食物时，野生型苍蝇通常选择中性食物，因为高pH值的毒性。相比之下，缺乏碱的苍蝇在遇到碱性食物时失去了辨别碱性食物的能力。如果食物的pH值太高，它可能有害并引起人类健康问题，如肌肉痉挛、恶心和麻木。同样，果蝇吃高pH值的食物后，它们的寿命也会缩短。

该团队的工作表明，Alka对于苍蝇远离有害的碱性环境至关重要。“检测食物的碱性pH值是一种有利的适应，可以帮助动物避免食用有毒物质，”张说。

为了了解Alka如何感知高pH值，Zhang的小组进行了电生理分析，发现Alka形成一个氯离子(Cl)通道，该通道直接被氢氧根离子(OH)激活。与哺乳动物的嗅觉感觉神经元一样，果蝇GRN内的Cl浓度通常高于该神经细胞外的浓度。张提出，当暴露于高pH值刺激时，Alka通道打开，导致带负电荷的Cl从果蝇的GRN内部流向外部。这种Cl的外排激活了GRN，最终向苍蝇大脑发出信号，表明食物是碱性的，应该避免。“我们的工作表明，长期以来一直被忽视的Cland Cl通道在向大脑发出味觉信号方面具有至关重要的功能，”张说。------ -

此外，张的小组研究了苍蝇如何使用基于光的光遗传学工具检测碱性物质的味道。他们发现，当他们关闭碱性GRN时，苍蝇不再被碱性食物的味道所困扰。相反，他们通过向它们发出红光来激活这些碱性GRN。有趣的是，当这些苍蝇被给予甜食并同时暴露在红光下时，苍蝇不想再吃甜食了。“碱性味道会对苍蝇选择吃的东西产生重大影响，”张说。

总体而言，Zhang的小组已经确定Alka是一种新的味觉受体，专门用于检测食物的碱性pH值。未来，他的团队旨在探索哺乳动物中是否存在类似的高pH检测器。“我们的工作已经解决了关于是否有碱性事物的味道的争论，”张说。“肯定有。”

研究包括人类在内的动物的新味觉品质，对于了解饮食习惯和制定改善营养的策略具有重要意义。

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