果蝇研究揭示味觉神经元的功能
果蝇能教给我们什么关于味觉的知识?化学物质是如何使我们的味蕾识别甜、酸、苦、鲜味和咸味的?加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的研究人员发表了一项探索昆虫味觉的研究，他们说，有很多。
“昆虫的进食行为在许多方面直接影响人类，从寻找人类血液的携带疾病的蚊子到食欲可以对人类造成严重破坏的害虫农业部门分子、细胞和生物学副教授阿努帕玛·达哈努卡(Anupama Dahanukar)说系统生物学他领导的这项研究发表在《柳叶刀》杂志上神经科学杂志．“昆虫味道神经元是有组织的，它们的功能对于更深入地了解它们的进食行为至关重要。”
果蝇全身有多个味觉器官，用来检测被称为“味道剂”的化学物质，这些化学物质可以显示食物是美味还是有害。然而，目前尚不清楚是如何做到的单个神经元每个味觉器官都控制着进食。为了探索这个问题，Dahanukar的团队以苍蝇的咽为模型，研究味觉信息是否在细胞水平上调节糖和氨基酸的消耗。
达哈努卡解释说，动物在很大程度上依赖味觉来做出喂养决定，比如吃有营养的食物，同时避免有毒的食物。
“在哺乳动物中，味觉信息是由存在于的味蕾舌头，”她说。“这些细胞中表达的味觉感受器可以检测到不同的化学物质。不同细胞中表达的受体的分子和功能差异允许识别不同的味道，如咸、酸、甜、苦或鲜味。”
对果蝇的几项新研究表明，单个味觉神经元可以检测属于多个味觉类别的化合物，这对单个味觉神经元的独特行为作用提出了一些问题。例如，如果糖激活了许多类味觉神经元，那么仅仅激活一类味觉神经元是如何影响行为的呢?
达哈努卡的研究小组通过基因改造一只苍蝇来回答这个问题，在这种苍蝇中，只有一种被定义的咽部神经元是活跃的。然后，研究小组在不同的喂养实验中测试了这只苍蝇，以了解与所有味觉神经元都完好无损的动物相比，苍蝇能做什么或不能做什么。
该研究论文的第一作者陈宇杰(Yu-Chieh David Chen)说:“在我们的研究中，我们发现单一味觉神经元能够对不止一种味觉类别——甜食和氨基酸——做出反应并激活行为反应。”“我们还发现，一种单一的味觉类别——我们研究中的氨基酸——可以激活多种味觉神经元。”
研究小组还测试了没有功能性味觉神经元的果蝇。这样的苍蝇无法做出任何正确的进食决定，无论食物选择是两种吸引人的刺激，一种吸引人的刺激，一种厌恶的刺激，还是一种有营养的刺激，另一种没有营养的刺激。
研究人员发现，在没有味觉输入的情况下，人们无法做出选择食物的决定;后者对于确保适当的食物选择和喂养行为至关重要。此外，将咽部甜味神经元作为唯一味觉输入来源的果蝇始终能够选择更美味的食物。
“总的来说，我们的研究结果证明了组合编码系统的存在，其中多个神经元协调对任何给定味道的反应，”Dahanukar说。
这项研究首次直接测试了所有味觉神经元的丧失对不同类别的味觉物质的行为反应的影响。这也是第一个测试单类味觉神经元是否足以对食物选择和进食行为进行测试。
Dahanukar说:“随着该领域最近的其他几项研究，我们的工作也邀请我们重新审视一些关于昆虫味觉是如何组织的既定观点。”“不像哺乳动物那样编码味道，苍蝇似乎编码了一些价价(吸引人的vs .厌恶的)和味觉身份的组合。”
她的团队预计，了解果蝇的味觉神经元是如何工作的，将有助于对昆虫的健康或农业研究。
达哈努卡说:“我们正在构建工具，以便在蚊子身上问同样的问题。”“这些研究可以为在监测或控制策略中控制害虫或病媒的摄食行为提供潜在的目标。”
她承认，她的实验室只评估了系统中的一个味觉神经元，还有更多的神经元有待研究。
Dahanukar实验室的研究生、该研究的合著者Vaibhav Menon说:“我们感兴趣的是了解这些神经元的感觉，以及它们是如何单独或作为群体的一部分来控制导致促进或停止进食的参数的。”
研究小组计划应用一些相同的策略来研究如何控制蚊子的进食行为。
该研究论文题为“通过咽味控制糖和氨基酸的摄食”神经元．"
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