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研究解释了感官输入如何影响果蝇对甜味的决定

2019-06-12 15:12:00 综艺99℃

  研究解释了感官输入如何影响果蝇对甜味的决定

  2013年8月29日

  果蝇有很多东西可以告诉我们食物的复杂性。像这些微小的小动物一样,大多数动物都被糖吸引,但是当加入苦味化合物时,它们就不会吃它了。

  由加州大学圣巴巴拉分校的疯狂科学教授克雷格·蒙特尔在分子,细胞和发育生物学系进行的一项新研究解释了在理解感官输入如何影响果蝇对甜味的决定方面取得的突破。该研究结果发表在今天的“神经元”杂志上。

  众所周知,添加苦味化合物会抑制对糖的吸引。然而,到目前为止,人们对这种普遍存在的动物行为的一个重要方面的细胞和分子机制知之甚少。

  

  当动物在食物中遇到苦味时,有两个因素导致它们停止进食。首先,苦味化合物与称为苦味味觉受体(GRs)的蛋白质结合,抑制摄食。第二个 - 更难以捉摸的 - 因素涉及抑制糖反应。这是蒙特尔研究的重点。

  该团队发现的核心是味觉系统中气味结合蛋白(OPB)的功能。

  这些蛋白质通常但不仅仅是驻留在嗅觉系统中。 Montell的研究小组发现了一个明确的证据,即从非神经元细胞合成和释放的OBP不仅可以结合苦味的促味剂,还可以移动并结合附近含有糖激活的GRs的味觉受体神经元(GRNs)的表面。

  这种意料之外的过程抑制了这些GRN的活性,降低了果蝇对糖的吸引力。这些结果不仅揭示了OBP在味道中的意外作用,而且还确定了第一个分子参与者(OBP49a)参与果蝇对抗吸引力和厌恶味觉刺激的整合。

  研究人员使用两种不同的果蝇,野生型和突变体缺失OBP49a蛋白,以证明苦味化合物通过与OBP49a蛋白结合来抑制摄食行为。正如预期的那样,野生型果蝇发现苦味厌恶,并且当较高浓度的蔗糖与诸如奎宁的苦味促进剂结合时,优选较低浓度的蔗糖。

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  对于不表达OBP49a的突变果蝇也是如此。它们的回避行为受损,因为苦味化合物不会通过与OPB49结合而抑制甜味反应。然而,当GRN仅提供一种类型的促味剂时,OBP49a的丢失不会影响糖或苦味激活的GRN中的味觉行为或动作电位。

  “我们发现OBP49a蛋白非常接近或甚至接触糖GR,”蒙特尔说。 “如果不存在苦味化合物,则会有正常的糖活化。我们发现在突变果蝇中对蔗糖/厌恶混合物的行为避免减少是由于糖激活的GRN中的缺乏而不是由于对苦味化合物激活的GRN的影响。

  OBP49a是第一个显示促进果蝇中厌恶化学物质抑制蔗糖激活的GRN的分子。该发现证明了至少一种重要的细胞机制,通过该机制,在味觉受体神经元中发生苦味和甜味整合。然而,研究结果并未排除通过在大脑中整合分离的苦味和甜味输入也可能通过苦味化合物抑制甜味的可能性。

  “当我们更好地了解苍蝇的厌恶和有吸引力的化学感应行为时,它有助于我们理解如何控制害虫,”蒙特尔说。 “这是了解传播疾病的相关昆虫行为的一个步骤。与果蝇中的OBP和GR有关的分子也存在于寄生虫和病毒中的蜱和蚊子中。

  资料来源:加州大学圣巴巴拉分校

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