Деталі
Як відомо, pH — це вимірювання кислотності, лужності речовини або розчину. Це шкала від 0 до 14, де 7 — нейтральний, нижче 7 — кислий, а вище 7 — лужний.
Визначення кислот та основ має вирішальне значення для виживання більшості тварин, оскільки вони функціонують у вузькому діапазоні pH. У той час як рецептори, клітини та нейронні ланцюги, що беруть участь у розпізнаванні кислих і кислотних смаків при низькому pH, були добре документовані в останні кілька десятиліть, про розпізнавання лужних речовин, як зазначається, мало відомо.
Перші дослідження, проведені на людях і кішках, дозволили припустити, що відчуття лугу може бути одним із видів смаку, але наразі це ще належить підтвердити.
Вчені, аби з’ясувати, чи є у плодових мушок рецептор, специфічний для високого pH, вирішили вивчити саме їх, оскільки попередні дослідження показали, що здатні відчувати широкий спектр смаків.
Нейробіолог із Центру хімічних почуттів Монелла у Філадельфії Ялі Чжан, і його колеги представили мухам чашку Петрі із солодким гелем, який був наполовину нейтральним, а наполовину лужним. Кожна половина була пофарбована у червоний чи синій колір. Перевага мух до продуктів із різним рівнем pH визначалася шляхом спостереження за зміною кольору їх напівпрозорих черевців після того, як вони з’їдали гель, який більше припадав їм до смаку. Якщо вони їли з обох половинок, їхні черевця ставали фіолетовими.
Дослідники визначили, що в міру підвищення рівня рН плодові мушки все більше відмовлялися від лужної їжі, в той час як певна група мушок не могла відрізнити одну їжу від іншої.
Також вчені перевірили цих мух і виявили мутацію в гені, який вони назвали alkaliphile. Встановлено, що цей ген активний у смакових нейронах на кінці їх витягнутого хоботка та у клітинах на кінці лапок та вусиків, які еквівалентні язику ссавців.
Дослідники під час вивчення клітин визначили, що ген alkaliphile виробляє рецепторний білок, який стимулюється лужними розчинами.
За наявності основи рецепторний білок відкриває канал у клітинній мембрані, дозволяючи негативно зарядженим іонам хлориду залишити нейрон, передаючи у мозок мухи повідомлення необхідність негайно уникати їжі.
Зазначається, що більшість сенсорних рецепторів задіюють канали, які регулюють рух позитивно заряджених іонів у клітину, а не негативно заряджених іонів із неї. Використовуючи оптогенетику — метод штучної активації клітин, що експресують ген alkaliphile, дослідники змусили комах відсахнутися хоботком від цукрового розчину, вказуючи на те, що вони вважають його занадто лужним для вживання.
Доповнення
Як наголошується, відкриття нового смакового рецептора у плодових мушок навряд чи матиме прямий стосунок до хребетних, оскільки вони не мають гена alkaliphile, який мухи використовують для розпізнавання лужних речовин. Але це дослідження може слугувати поштовхом до подальшого вивчення питання про те, чи є у хребетних аналогічні хлоридні рецептори і чи відчувають вони лужний смак.
Також відкриття може дати відомості про те, як комахи реагують на сигнали навколишнього середовища, що може знайти застосування у боротьбі зі шкідниками і в інших сферах, наприклад, у процесі вибору місць для відкладання яєць.