Maitseretseptorite avastamine võib muuta möödunud maitse kibedaks

Maitseretseptorite avastamine võib muuta möödunud maitse kibedaks
Maitseretseptorite avastamine võib muuta möödunud maitse kibedaks
Anonim

See on vana aksioom, et elus tuleb "võtta kibe magusaga". Hiljutine uuring on näidanud, et inimesed ja ka närilised on selleks hästi varustatud. Teadlased on avastanud uue maitseretseptorite (T2R) perekonna, mis võib sisaldada kuni 80 erinevat liiget, mis koos aitavad tuvastada mõru erinevaid vorme. Miks nii palju? Looduses on mõru mitmel kujul, enamasti seostatakse seda mürkidega, seega võib selle maitsetaju laialdane äratundmine olla looma ellujäämise seisukoh alt kriitilise tähtsusega. Nüüd, kui nende retseptorite molekulaarstruktuur on teada, võivad teadlased neid teadmisi kasutada kibeduse eemaldamiseks.

Dr. Nicholas Ryba riiklikust hambaravi- ja näo- ja näouuringute instituudist (NIDCR) ning dr Charles Zuker Howard Hughesi meditsiiniinstituudist ja California ülikoolist San Diegos on maitsmismeele uurimiseks loonud pikaajalise koostöö. Eelmisel aastal teatasid nende rühmad kahe esimese tugeva kandidaadi maitseretseptori tuvastamisest: TR1 ja TR2. Nende tööd, mis kirjeldavad ja iseloomustavad uusi T2R-maitseretseptoreid, on avaldatud kahes artiklis ajakirja Cell 17. märtsi numbris.

Dr Ryba sõnul on meil nüüd olemas vahendid, et hakata tõeliselt uurima, kuidas maitse toimib, mitte ainult keeles, vaid ka ajus toimuvas. Dr Mark Hoon NIDCR-ist, uuringu kaasautor, lisab: "Need tulemused parandavad oluliselt meie arusaamist kibedast maitsest ja annavad vihjeid selle kohta, kuidas mõru tunne võib kaitsta loomi paljude mürkide eest." Dr. Zuker ja Ryba jätkavad oma uuringuid mitte ainult maitse tajumise aluse lahkamiseks, vaid ka ühendite tuvastamiseks, mida võidakse kasutada inimese mõrutunde muutmiseks.

Uurijad leidsid esimese kibeda retseptori, keskendudes inimese 5. kromosoomi piirkonnale, mis teadaolev alt mõjutab teatud isikute võimet mõru ühendit tuvastada. Nad leidsid, et geen, mis kodeeris õige suuruse ja kujuga valku, on maitse retseptor. Se alt avastasid nad palju tihed alt seotud geene, mis olid koondunud kromosoomidesse 5, 7 ja 12. Sarnased geenid leiti ka hiire kromosoomidelt 6 ja 15.

Kuigi teised uuringud on tuvastanud mõned potentsiaalsed maitseretseptori kandidaadid, on see esimene, kes avastas terve perekonna molekule, mis läbisid ranged bioloogilised kriteeriumid, mis on vajalikud nende maitseretseptoritena kinnitamiseks.

Keeles on pipraga maitsepungad, mis sisaldavad rakke, mis võimaldavad tuvastada ja eristada soolaseid, hapusid, magusaid ja kibedaid tundeid. Ootuspäraselt leiti T2R retseptoreid ainult rakkudest, mis asuvad maitsepungade füüsilistes piirides. Täiendavad tõendid, mis kinnitavad uut molekulide perekonda maitseretseptoritena, saadi katseklaasiuuringutest.Kui katserakkudesse viidi retseptorgeenid, reageerisid rakud ainult kibedate ühenditega. Lisaks tundusid üksikud retseptorimolekulid mõru maitse poolest väga eristavad. Retseptor, mis reageeris ühe kibeda vormiga, eiras sisuliselt ühendeid, mis nägid välja teistsugused. See nähtus, ütlevad Zuker ja Ryba, aitab selgitada, miks on kuni 80 erinevat kibeda retseptorit. Ükski retseptor ei suudaks ära tunda kibeduse paljusid ilminguid.

Rakukultuurid ja roti keele lõigud annavad kindlaid tõendeid selle kohta, et kõnealused molekulid on tõepoolest kibedad retseptorid, kuid lõplikud katsed tehakse elusorganismidega. Leiti, et kahel hiiretüvel, kibedad "maitsjad" ja "mittemaitsjad", on mõru retseptori geenis selged erinevused. Geneetiline varieeruvus väljendus struktuursetes muutustes, mis hõlmavad viit 298 aminohappest, mis moodustavad retseptori. See näiliselt peen erinevus retseptori struktuuris määras kindlaks, kas hiired suudavad mõru kemikaali ära tunda või mitte.

Kuigi inimesed suudavad tuvastada paljusid kibedaid ühendeid, maitsevad need kõik üsna sarnaselt. Seda tähelepanekut võib seletada veel ühe Ryba ja Zukeri uuringu avastusega. Leiti, et üksikutel rakkudel, mis eristavad mõru, on pinnal palju erinevaid mõru retseptoreid. Hoon selgitab: "Ühe retseptori aktiveerimisest põhjustatud rakusignaal oleks tõenäoliselt identne teise retseptori stimulatsiooniga erineva mõru ühendiga. Kuna retseptorid asuvad kõik samas rakus, saab närv, mis ühendab seda rakku ajuga. sama teade olenemata sellest, milline T2R on aktiveeritud." Seetõttu võib üks maitserakk siduda paljusid struktuurselt erinevaid kibedaid molekule, kuid aju ei suuda vahet teha. See leid viitab sellele, et imetajate evolutsiooni käigus ei olnud selektiivset eelist mõru nüansside eristamiseks. Pigem aitas ellujäämisele kaasa lihts alt mõru paljude vormide äratundmine ja vältimine.

Lisaks Drs. Zuker, Ryba ja Hoon, teised uuringu autorid olid dr Elliot Adler riiklikust hambaravi ja kraniofacial Research Institute'ist; Dr. Ken Mueller, Jayaram Chandrashekar ja Wei Guo San Diego California ülikooli Howard Hughesi meditsiiniinstituudist ning bioloogia ja neuroteaduste osakondadest; ja dr Luxin Feng ettevõttest Aurora Biosciences, La Jolla, California.

Populaarne teema