科学家们揭示了味觉神经元是如何控制食物摄入的

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的科学家领导的研究小组以常见的果蝇为模型，研究了味觉神经元如何控制进食行为，发现转基因果蝇只有这些神经元，可以避免许多令人厌恶的化学物质，如苦味化合物、酸和高浓度盐。

“这项工作扩展了我们对内部功能的理解味道神经元存在于咽器官中，以确保不美味的食物不会被吃掉，”加州大学河滨分校分子、细胞和系统生物学系副教授阿努帕玛·达哈努卡说，他领导了该研究团队。“了解昆虫的进食行为是如何被控制的，可能会为制定控制策略提供见解害虫以及疾病载体。”

昆虫的不同身体部位有多个味觉神经元。外部味觉神经元位于唇瓣、腿和翅膀边缘;内部的位于咽部。在过去的几十年里，研究人员一直专注于外部味觉神经元如何感知各种化学物质。

Dahanukar说:“由于咽器官的内部位置，它们一直不是许多昆虫研究的重点。”“但正是因为它们的位置，它们可能对控制食物摄入量至关重要。”

研究结果载于细胞的报道；该研究论文被刊登在10月22日出版的杂志封面上。

Dahanukar说:“有趣的是，咽味觉神经元在避免摄入不同种类的化学物质方面具有广泛的功能，避免摄入可以通过多种类型的神经元来实现，仅激活一个咽神经元就可以抑制食物摄入。”

为了了解咽部神经元的哪些亚群负责检测苦味、酸味和高盐味，研究小组进一步找到了负责每一类厌恶化学物质的神经元群。研究人员使用基因工具包操纵果蝇咽部味觉神经元的选择类别，并检查这些操作的后果。

“我们发现，对不同种类的恶心化合物的排斥依赖于咽部味觉神经元的不同组合，”达哈努卡尔实验室的前研究生、该研究论文的第一作者陈宇杰(Yu-Chieh David Chen)说。

为了了解这些咽部神经元传递味觉信息的位置苍蝇的大脑， Chen使用了一种新开发的电路追踪技术，称为trans-Tango，来绘制连接咽部神经元每个子集的下游神经元电路。味觉感觉神经元构成初级神经元。连接到这些的神经元感觉神经元是二阶神经元;它们在大脑中处理味觉信息。

“我们的测绘结果显示，处理甜味和苦味的二级味觉神经元投射到两个主要的大脑区域，”霍华德·休斯医学研究所国际学生研究员、即将成为纽约大学博士后研究员的陈说。“在很多情况下，单咽味觉神经元显示出与投射到两个大脑区域的多个二级神经元的连接，这表明即使是特定的味觉信息也可能在几个大脑区域广泛传递。”

Chen强调，关于大脑如何连接的基本知识对于理解感官输入如何转化为行为输出至关重要。

他说:“我们希望我们的研究能够更好地理解味觉信息是如何在大脑中编码的，并为整个系统分析感官输入和行为输出之间的关系奠定基础。”

Dahanukar补充说，喂养是所有动物的关键行为，是生存所必需的，并且严格控制摄入物质的质量和数量。

“现在我们对它们在遗传模式昆虫中的组织和功能有了一些了解，我们可以将其应用于研究咽器官以及它们如何控制从健康或经济角度来看更相关的昆虫的摄食，如蚊子和破坏作物的害虫。毕竟，昆虫的进食行为与它造成的破坏程度有关，”她说。