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    科学封面(第26期) | Gut Feeling:吃对了东西,肠子会高兴

    编辑:xdx 来源:浙江大学 时间:2018年11月12日 访问次数:1123  源地址

    有句广告语说,好吃你就多吃点。浙江大学生命科学研究院的博士生杨哲在果蝇世界观察到了这一现象,他顺藤摸瓜,在果蝇体内发现了一束感受鲜味的神经,从肠道直通大脑。原来,果蝇也能尝鲜,并且它的“味蕾”在肠子里。

    论文发表两周以后,美国加州大学河滨分校的Anupama Aahanukar 教授在Cell Research杂志以Highlight的形式评述了这项研究,她说,这一发现非常有趣,将引发人们思考关于味觉的一系列问题,并进一步加深人类对于味觉的理解。

    我们一起来看看这项关于鲜味的研究与隔空对话。

     

    果蝇如何尝鲜

          

    鲜,是人类继先甜、咸、酸、苦之后发现的第5种味觉。味觉能够帮助我们找到对的食物。味蕾一旦发现食物中有氨基酸,便会向你报告:“鲜”!味精的主要成分谷氨酸就是一种氨基酸。而香菇的鲜来自于核苷酸GMP。绝大多数哺乳动物都有尝鲜的本领,但对于昆虫的味觉机制,人类还知之甚少。

    果蝇能感知鲜味吗?浙大生研院的王立铭课题组就是从这个好奇开始研究的。他们制作了不同成分的食物来喂食果蝇?!霸谑笛橹?,果蝇可以选择吃或者不吃?!辈┦亢蠡迫穹⑾?,对于含有氨基酸的食物,果蝇食欲明显提升,比其他食物多吃50%甚至一倍。

    果蝇体内或许确实存在一套鲜味感受机制?!蓖趿⒚?,课题组通过遗传学筛选,在果蝇大脑中解析出6个DH44神经元,正是它们执行着感知鲜味的功能。王立铭说,“这6个神经元非常特别,它们的轴突一直延伸到了果蝇的肠子里,而并不在嘴巴或者其他地方。这让我们非常惊讶?!?/p>

    “Gut feeling(直觉)的字面意思,不就是‘肠子的感觉’的吗?”一位朋友听说了这一发现后说,“看来果蝇确实是靠‘gut feeling’感知鲜味的?!?/p>

    果蝇的大脑中一共有10万个神经元,这6个DH44神经元集中分布果蝇在大脑的中轴线上??翁庾橥ü瞥上窦际?,观察到了它们的工作状态:当果蝇取食含有氨基酸的食物时,这6个神经元就兴奋起来,而吃别的东西时,6个神经元则表现平静。

     

    大熊猫不识“肉”味

           

    科学家为什么要关心果蝇的味觉,原因之一是:味觉是我们理解大脑的一把钥匙。杜克大学-新加坡国立大学医学院脑科学家谢伯让写过一本《大脑简史》,他在书中说,大自然的生物在觅食、逃命、繁衍的过程中,味觉是化学侦测能力的重要方面。

    比如,北美水牛鱼的味觉感受器在上颚,它能帮助水牛鱼在浑浊的河底觅食;鲶鱼满脸都是味蕾,这样能更灵敏地接触水中和化学物质。王立铭说,不同动物味觉的机制演化,可以让我们看到进化的痕迹。例如,熊猫没有鲜味感受器,可能与长期吃“素”互为因果;海水鱼对于咸味不敏感,是他们生活的海水中钠离子充足,这种寻找钠离子的本领就渐渐迟钝了;猫对甜食不敏感,也是因为它们的食物里能提供充足的碳水化合物,不需要吃糖就能满足。

    果蝇的“味蕾”在大肠,则提示着更有趣的机理。

     

    “口腹之欲”提示着什么?

     

    课题组发现,当果蝇的肠子“尝”到鲜味,它不但向大脑报告,同时也更卖力地干活。当DH44神经元活跃时,果蝇的“肠动力”也提升了?!俺Φ廊涠酶?,这样会让果蝇吃得更多?!闭獗闶枪?肠一体的联动机制?!爸耙灿醒芯糠⑾?,DH44神经肽能促进肠道的蠕动?!?span style="font-size:14px;"> 

    这让课题组不禁猜测,人类的味觉受体是否也可能分布在别处,不局限在舌头呢?这个猜测,似乎可以帮助人们理解为什么零度可乐不减肥的现象。零度可乐的甜味来自于不含热量的甜味剂,起初人们希望,“零度可乐”喝起来甜但不“长肉”。但事实却并非如此,喝了“零度可乐”的人,反而吃得更多了?!耙桓隹赡艿慕馐褪?,肠子里可能也有感知甜味的受体,当肠子品尝到甜味,它的消化更加活跃,主人食欲大增,反而吃得更多,吸收得更多,减肥的事业就泡汤了?!蓖趿⒚?。

    加州大学河滨分校的Anupama Aahanukar也是一位用果蝇研究味觉机制的科学家。她读到王立铭的文章,在撰写Highlight文章时表达了“脑洞大开”感受,在文章的结尾,她提出了一连串值得生物学家进一步探究的问题,比如,这DH44神经元还能感受其他营养成分吗?这个脑-肠回路和其他的味觉通道如何协作呢?她评论道,果蝇脑-肠神经回路的发现,将成为解答这些问题的起点。

     

    参考文献:

     

    https://www.nature.com/articles/s41422-018-0084-9 

    https://www.nature.com/articles/s41422-018-0101-z

    (撰稿人:周炜)


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