Ученые выяснили, как язык распознает пять базовых вкусов пищи

Биологи нашли в языке мышей набор из особых молекул, участвующих в передаче информации о вкусе пищи в мозг, и "перемешали" их таким образом, что грызун начал считать сладкую пищу горькой, а горькую еду - сладкой, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Вкусовые рецепторы в нашем языке обновляются каждые три недели, и при этом обновлении нет никакой гарантии того, что рецепторы одного типа будут заменены такими же клетками. Каждый раз, когда происходит эта замена, клетка должна каким-то образом узнать, с какой частью мозга, распознающей вкусы, она должна соединиться", - рассказывает Ходжун Ли (Hojoon Lee) из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США).

Считается, что большинство млекопитающих и птиц умеют различать пять базовых вкусов - кислый, сладкий, горький, соленый и "умами", вкус белков и глутамата натрия. Многие животные, к примеру, хищные кошки и пингвины, потеряли способность распознавать вкус сладкой и горькой пищи, так как это умение не помогает им выжить, в отличие от травоядных и всеядных животных.

Ученые достаточно давно считали, что язык человека содержит в себе обособленные наборы рецепторов, отвечающие за распознавание этих вкусов. К примеру, рецепторы сладкого находятся на кончике языка, горький вкус определяется клетками у его основания, а кислого и соленого - его краями.

Шесть лет назад Ли и его коллега Чарльз Цукер выяснили, что это на самом деле не так - все вкусовые сосочки языка оказались устроены одинаково, и все различия в их работе были связаны с тем, к каким регионам мозга они подключались. Эти клетки мозга, как обнаружили ученые, были жестко завязаны на распознавание определенного вкуса, и их работу нельзя было поменять, в отличие от универсальных рецепторов языка.

Соответственно, как продолжает Ли, возник вопрос - как именно клетки языка "узнают", что они связаны с центрами горького, сладкого или соленого вкуса? Пытаясь понять, как общаются эти клетки, ученые проанализировали то, какие гены были активны в рецепторах сладкого и горького вкуса и связанных с ними нервных клетках, и как эти наборы генов отличались между собой.

Эти усилия оправдали себя, и ученым удалось открыть два белка, семафорин-3а и семафорин-7а, которые одновременно участвовали в передаче информации из вкусовых сосочков в нейроны и помогали рецепторам найти свою "специализацию".

Открыв эти молекулы, биологи проверили, что произойдет, если поменять их местами. Для этого они поменяли ДНК мышей таким образом, что их рецепторы сладкого начали вырабатывать семафорин-3а, сигнал горького вкуса, а рецепторы горького начинали вырабатывать семафорин-7а, играющий противоположную роль.

После такой "процедуры" мыши начинали охотно поедать горькую пищу и пить воду, в которую биологи добавляли хинин и другие горькие вещества, которые грызуны обычно избегают. Сейчас ученые пытаются найти аналогичные молекулы, управляющие тремя остальными вкусами, изучение которых поможет понять, можно ли манипулировать вкусовыми ощущениями и в организме людей и менять вкус еды, не меняя ее содержимого.