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研究:酸味的感知与内耳平衡能力有关

2018年2月19日10:10 环球解密

    南加州大学Dornsife文理学院的科学家们近期发现了一种全新的离子通道。这种通道能够让质子(H+离子)进入细胞,对内耳感知平衡能力起重要作用,同时也存在于对酸味做出反应的味觉细胞中。该发现刊登在元月25日的《科学》(Science)期刊上。

    质子控制溶液的酸堿性,即pH值。如果需要穿过细胞膜,它们必须经由特殊的蛋白质,如离子通道。

    科学家们已经发现了对能让质子离开细胞的离子通道进行编码的基因,但形成让质子进入细胞的离子通道是否需要一个或几个基因,尚属未知。不过,在近期对酸味感知的研究中,科学家们发现了耳蝶呤(otopetrin)族基因,并确认该基因能够编码传导质子的离子通道。

    耳蝶呤族基因对平衡非常重要,耳蝶呤1(Otop1)基因突变的小鼠被称为“倾斜的”,因为它无法保持平衡。被编码的蛋白质的功能和基因突变导致前庭缺陷的原因尚不清楚,但是,南加大生物科学教授里曼(Emily Liman)领导的对于味觉感知的研究发现,Otop1编码一个质子通道,这或许可以解释耳蝶呤1基因为何会影响内耳功能和平衡。

    除了Otop1之外,脊椎动物体内还有两种相关的基因(Otop2 和Otop3)。耳蝶呤在结构上与其它的离子通道都不同,而所有的耳蝶呤都能够形成质子通道,表明这些质子传导通道在进化上是保守的。每一种耳蝶呤在很多组织中都有独特的分布,包括舌头、耳朵、眼睛、神经、生殖器官和消化道。

    在前庭系统中,Otop1对于耳石的形成和功能必不可少。耳石是一种碳酸钙晶体,能够感知重力和加速度。研究人员推测,耳蝶呤能够使pH值维持在适合形成耳石的数值,而在研究中的小鼠无法保持平衡,是因为pH值的调节出现了异常。

    在味觉系统中,耳蝶呤参与了感知酸味的过程。这些质子通道在其它组织中的功能尚不明确。

    里曼表示:“我们从未预料到,我们在味觉细胞中寻找的分子也存在于前庭系统中。这表明了基础研究的重要性。”

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