果蝇是第一个可以品尝碱性食物的已知动物，检测高 pH 值的能力可以让昆虫避免有毒物质。
尽管果蝇已被深入研究多年，但研究人员刚刚发现它们拥有一种全新的味觉感受器。
研究人员发现了一种全新的味觉受体，它可以让果蝇 ( Drosophila melanogaster ) 检测碱性物质——那些具有高 pH 值的物质——并避免有毒的食物和表面。
洛杉矶南加州大学的神经生物学家利曼（ Emily Liman ）说，在这种经过充分研究的动物身上发现一种新的味觉感受器是出乎意料的。“我发现这种全新的口味非常令人惊讶，”利曼说。“这真是一件美丽的作品。”
中国科学院昆明动物研究所的生物化学家赖仁（ Lai Ren）说，这一发现于本周 1 发表在《自然新陈代谢》杂志上，“可能为未来研究其他生物碱性味觉背后的生理机制提供信息”。
味觉
大多数动物在狭窄的 pH 值范围内运作，这使得感知酸和碱对它们的生存很重要。赖仁 说，过去几十年的研究详细介绍了检测酸味和酸味2所涉及的受体、细胞和神经回路，酸味和酸味在低 pH 值下出现，但对碱性物质的感知还不是很清楚。他补充说，对人3和猫4的一些早期研究表明——但没有证明——碱性感觉可能是一种味道。
领导最新研究的研究人员选择调查果蝇是否具有特定于高 pH 值的受体，因为之前的工作表明昆虫可以感知广泛的味道。
为了测试果蝇对不同 pH 值食物的偏好，宾夕法尼亚州费城 Monell 化学感官中心的神经生物学家 Yali Zhang 和他的同事向它们展示了一个装有甜凝胶的培养皿——其中一半保持在中性 pH 值7，另一半与氢氧化钠混合，使其呈碱性。每一半也被涂成红色或蓝色。在咀嚼了它们喜欢的凝胶后，果蝇半透明的肚子变成了红色、蓝色或紫色（如果它们吃掉了两半）。
研究人员发现，碱性食物的 pH 值越高，苍蝇越会拒绝它而选择更中性的菜肴。但是一组果蝇并不擅长区分这两顿饭。对这些果蝇的筛查显示，它们的一个基因发生了突变，研究人员将该基因命名为嗜碱基（或简称alka ）。该基因被发现在它们细长的长鼻肉质尖端的味觉神经元——相当于哺乳动物的舌头——以及它们脚和触角末端的细胞中活跃。
在细胞研究中，研究人员发现alka基因表达一种受体蛋白，其正常活动受到碱性溶液的刺激。在碱基存在的情况下，受体蛋白会在细胞膜上打开一个通道，让带负电荷的氯离子从神经元中逸出，并立即向果蝇的大脑传递一个信息，让它们避开食物。
利曼说，大多数感觉受体都涉及控制带正电的离子进入细胞的通道，而不是带负电的离子。
使用一种称为光遗传学的技术人工激活表达alka基因的细胞，导致昆虫从含糖溶液中缩回它们的长鼻，显然是因为它太碱性而无法食用。
甜、酸、碱
利曼说，具体的发现可能不会直接适用于脊椎动物，因为它们没有alka基因。她说，虽然苍蝇和人可以体验到许多相似的感觉，例如甜味、苦味和酸味，但它们使用的感受器不同。不过，她说，这项研究可能会刺激研究脊椎动物是否具有相似类型的氯化物受体，以及它们是否具有明显的碱性味道。
她说，在苍蝇中的发现可以为昆虫如何更普遍地响应环境线索带来新的见解，例如在决定在哪里产卵以及害虫控制方面。
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00825-4
References
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