Животные чувствуют вкус воды из-за особых генов
Животные могут отличить воду от других жидкостей на вкус, потому что в их нервных клетках работает специфический ген. Его активность и придает вкус, в общем-то, безвкусной жидкости.
Любое животное должно уметь отличать воду от другой жидкости и каким-то способом регулировать ее поступление в организм. Если клетки будут получать слишком мало или слишком много воды, это может привести к их гибели. Ученые считают: чтобы успешно контролировать процесс, нужно, прежде всего, уметь распознавать вкус воды. Несколько лет назад биологи выяснили, что у некоторых насекомых действительно есть нервные клетки, которые отвечают за его восприятие.
Питер Камерон (Peter Cameron) аспирант из Калифорнийского университета в Беркли, готовящийся к защите диссертации, и его научный руководитель профессор Кристин Скотт (Kristin Scott) решили понять, как именно нервные клетки дрозофил распознают воду и передают сигнал в мозг.
«Карманный вор»
При помощи метода биологических микрочипов ученые вычислили гены, вовлеченные в этот процесс. Во вкусовых нейронах они нашли ген ppk28 (pickpocket28, что в переводе означает «карманный вор»), кодирующий белок с таким же названием PPK28. Он и выполняет роль вкусового рецептора. «Карманный вор», как объясняют ученые, входит в состав группы белков, образующих натриевые ионные каналы. Они передают различные сигналы – нервные, механические и служат для переноса ионов натрия в клеточных мембранах. Камерон с профессором и их коллеги впервые показали роль данной группы белков в формировании и передаче нервных импульсов, связанных со вкусовым восприятием, в частности, вкуса воды.
Мутанты не чувствуют воду
Чтобы понять, как работает ген ppk28, ученые создали мутантов-дрозофил. У них отсутствовали натриевые ионные каналы во вкусовых клетках. В итоге они пили воду в течение трех секунд, хотя насекомые с нормальными ионными каналами поглощали жидкость в течение десяти секунд. Тогда Камерон предположил, что загадка восприятия вкуса воды кроется как раз в ионных каналах вкусовых клеток.
Чтобы посмотреть, какие гены задействованы в процессе, ученые и использовали метод биологических микрочипов. При помощи флуоресцирующих меток они наблюдали за активностью генов во вкусовых нейронах дрозофил. Когда насекомым предлагали воду, запускалась работа гена ppk28. Причем реакция не срабатывала на воду с добавлением соли, кислот и сахара. Чтобы проверить, действительно ли ppk28 отвечает за восприятие вкуса воды, ученые создали еще одну группу мутантов, у которых генов ppk28 не было. Эти насекомые вообще отказались пить воду. Результат работы доказывает, говорит Камерон, что вкусовое восприятие воды обеспечивается работой гена ppk28.
Ученые считают, что, скорее всего, точно такие же механизмы восприятия вкуса воды характерны и для других животных. В любом случае, их работа, добавляет Камерон, заложила основу для дальнейших исследований в этой области.
Статья с результатами исследований американских ученых The molecular basis for water taste in Drosophila опубликована в последнем номере журнала Nature.