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科学家们发现了一种以前不为人知的氯离子通道，他们将其命名为嗜碱(Alka)，作为碱性pH值的味觉受体。
本周《Nature Metabolism》杂志发表了一项研究，并在《Nature》杂志上重点介绍了一种以前未知的氯离子通道，他们将其命名为嗜碱(Alka)，作为碱性pH值的味觉受体。
在我们摄入食物之前，味觉是最早与食物接触的感官之一，但动物是否能尝出基本食物或碱性食物，以及它们是如何做到这一点的，直到现在还不清楚。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重要的问题，就像他们在2021年对pH值较低的酸味所做的类似研究一样。
pH值是一种分辨物质的酸性或碱性的尺度，它对生物体起着至关重要的作用，因为许多生物过程，如分解食物和酶促反应，都需要pH值水平刚刚好。虽然我们熟悉酸味，它与酸有关，使我们能够感知pH值范围的酸性一端，但对于动物如何感知pH值范围的另一端的碱基，我们知之甚少。检测食物来源中普遍存在的酸和碱是很重要的，因为它们会显著影响动物所吃食物的营养特性。
Zhang的小组发现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。当面对中性食物和碱性食物时，野生型果蝇通常会选择中性食物，因为高ph值的毒性。相反，缺乏Alka的果蝇在面对碱性食物时失去了辨别能力。如果一种食物的pH值过高，对人体是有害的，会导致肌肉痉挛、恶心和麻木等健康问题。同样，果蝇吃了高pH值的食物后，它们的寿命也会缩短。
该团队的工作表明，Alka对果蝇远离有害的碱性环境至关重要。Zhang说:“检测食物的碱性pH值是一种有利的适应方式，可以帮助动物避免摄入有毒物质。”
为了了解Alka是如何感知高pH值的，Zhang的团队进行了电生理分析，发现Alka形成了一个氯离子(Cl-)通道，该通道直接被氢氧根离子(OH-)激活。就像哺乳动物的嗅觉神经元一样，果蝇GRN内Cl-的浓度通常高于该神经细胞外。Zhang提出，当暴露在高pH值刺激下时，Alka通道打开，导致带负电荷的Cl-从GRN内部流向外部。这种Cl-的流出激活了GRN，最终向果蝇大脑发出信号，表明食物是碱性的，应该避免食用。Zhang说:“我们的研究表明，长期被忽视的Cl通道和Cl通道在向大脑传递味觉信号方面起着至关重要的作用。”
此外，Zhang教授的团队还利用光遗传工具研究了果蝇是如何检测碱性物质的味道的。他们发现，当他们关闭碱性GRN时，果蝇不再被碱性食物的味道所困扰。相反，他们通过照射红光来激活这些碱性GRN。有趣的是，当这些果蝇同时被给予甜食和暴露在红光下时，它们不想再吃甜食了。“碱性的味道会对果蝇选择吃什么产生很大的影响，”Zhang说。
总的来说，Zhang的团队已经确定Alka是一种新的味觉受体，致力于感知食物的碱性pH值。在未来，他的团队的目标是探索哺乳动物中是否有类似的高pH值探测器。“我们的工作已经解决了关于碱性物质是否有味道的争论，”Zhang说。“肯定有。”
对包括人类在内的动物的新味觉品质的研究对于了解饮食习惯和制定改善营养的策略具有重要意义。
Mi, T., Mack, J.O., Koolmees, W. et al. Alkaline taste sensation through the alkaliphile chloride channel in Drosophila. Nat Metab, 2023
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