你有沒有注意到一個溫熱的櫻桃派,嘴里充滿了甜味,但是從冰箱里拿出來的那塊卻沒有那么誘人?科學家們知道這一現象是正確的,但其背后的機制卻鮮為人知。
現在,加州大學圣巴巴拉分校的杰出教授克雷格蒙特爾找到了造成這種情況的原因。蒙特爾的研究團隊,包括喬喬李、尼古拉斯德本和高岡佐加,發(fā)現涼爽的溫度抑制了甜味的吸引力。然而,這些條件并不影響糖神經元本身。相反,它們通過蛋白質通過其他感覺細胞工作,這種蛋白質最初被發(fā)現可以感知眼睛的光線。然而,含糖食物的涼爽不會被光線改變。研究結果發(fā)表在《當代生物學》雜志上。
“食物的吸引力不僅受化學成分的影響,”分子、細胞和發(fā)育生物學系的杜根教授蒙特爾說。“我們已經知道,涼爽的溫度會降低人類對甜味的享受。”他和他的同事想知道果蠅是否也是如此,如果是這樣,潛在的機制是什么?
研究小組發(fā)現,果蠅對喂食的興趣有顯著差異,從23攝氏度(73.4華氏度)到19攝氏度(66.2華氏度)不等。也就是說,雖然行為發(fā)生了變化,但他們并沒有測量蒼蠅體內甜味神經元的活動。
Montell指出:“因為溫度不會直接影響糖神經元,它肯定會影響其他類型的細胞,從而間接影響糖的消費傾向?!?
果蠅使用一種味覺神經元來檢測糖。另一類神經元會感受到苦味,而機械感覺神經元會檢測到食物的質地,比如硬度。然而,溫度感并沒有那么簡單??辔逗蜋C械感覺神經元也參與檢測涼爽。只有當兩者都被激活時,大腦才會將它們解釋為冷信號。
蒙特爾解釋說,所有這些刺激似乎都降低了動物的覓食欲望。苦味化合物可以觸發(fā)苦味神經元,使果蠅停止進食。堅硬的食物會觸發(fā)機械審查神經元,這也會告訴果蠅停止進食。低溫會同時觸發(fā)這兩種情況,效果相同。
這一反應的關鍵蛋白質是視紫紅質6。視紫紅質通常與視覺有關,但在過去的幾年里,蒙特爾小組將視紫紅質與許多其他感官聯系在一起。事實上,就在兩周前,蒙特勒的實驗室發(fā)表了第一項研究,將這種蛋白質的不同成員與化學味道聯系起來。
他說:“苦味神經元表達這種叫做Rh6的視紫紅質。如果去掉,低溫將不再抑制糖的吸引力?!?
沒有Rh6,低溫下檢測苦味和冷味的神經元就不會被開啟。此外,由于冷感覺需要激活許多不同類型的神經元,Rh6的丟失將阻止果蠅識別較低的溫度,從而消除對含糖食物的吸引力降低。
Montel說:“令人驚訝的是,發(fā)現它的活性真的是其他神經元,而不是糖神經元,而其他神經元的冷激活間接抑制了糖神經元?!?
在低溫下,甜味神經元仍然被糖激活。然而,溫度的降低會激活這些其他神經元,從而抑制檢測甜味的神經元和動物大腦之間的交流。這可能是由苦/冷激活神經元釋放的抑制性神經遞質實現的。
至于果蠅為什么會在寒冷的時候躲避食物,Montel懷疑這是因為它們的新陳代謝。溫度會影響果蠅的新陳代謝,進而影響食物需求。較低的溫度意味著較慢的新陳代謝和較少的食物需求。通常,如果食物是冷的,果蠅也是。
事實上,當溫度從25下降到18時,蒼蠅的世代時間(即卵變成成蟲所需的時間)從10天增加到20天,翻了一番。蒙特爾說:“一切都在放緩,這就是我們吃得少的原因。當你的新陳代謝減慢時,你不想吃同樣多的食物?!奔词刮覀儽憩F出類似的行為,這種解釋也不適用于像人類這樣的溫血動物。
未來,蒙特爾和第一作者李喬然計劃通過觀察顆粒大小如何影響進食行為,進一步研究食物吸引力的機械感官方面。例如,他明確區(qū)分了新鮮冰淇淋和冷凍冰淇淋。盡管化學成分和溫度相同,大多數人仍然喜歡沒有融化和冷凍成塊的冰淇淋。
蒙特爾思考了這個驚人的發(fā)現。他說:“只要你能發(fā)現什么是對的,你期待的就是錯的,這很好。”
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