相比之下，酸味和咸味物質(zhì)更像是異類。之前的研究根據(jù)在其他細(xì)胞上的經(jīng)驗(yàn)，判斷這些離子可能通過一些通道直接大搖大擺地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)？

在網(wǎng)絡(luò)上晃的時(shí)候，我被一項(xiàng)“撥亂反正”的研究深深吸引（也許該歸咎于當(dāng)時(shí)肚子餓了），美國霍華德·休斯（Howard Hughes）醫(yī)學(xué)研究院的Charles Zuker領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)味蕾上存在專門感知酸味的蛋白質(zhì)感受器（如果科學(xué)研究也頒古怪獎(jiǎng)項(xiàng)，這大概算有助開胃）。這項(xiàng)工作上了2006年8月24日出刊的Nature雜志的封面，也許是因?yàn)榫庉嬘X得這樣做比較誘人。

直觀點(diǎn)說，這個(gè)工作能幫助人們理解，醋為什么是酸的。

這個(gè)問題倒像是個(gè)腦筋急轉(zhuǎn)彎題，讓外行人茫然。我順便憶起某一年遇到的研究生神經(jīng)生物學(xué)期終考試題：試分析兔子看到狼以后的反應(yīng)（在不同版本的題目里兩大主角可從草食或肉食動(dòng)物中分別選?。?/p>

解題者需要從視覺信息的輸入起題，以大腦信息輸出指導(dǎo)肌肉運(yùn)動(dòng)收尾，輔之以激素分泌和調(diào)控，有理有據(jù)地完成這一類題。類似的，醋為什么是酸的這一宏大命題，從生物學(xué)研究者的角度，就可以解析成：醋怎樣觸動(dòng)舌頭上的味覺感受器，以及這些信息如何迂回曲折地被大腦感知為酸味。

這回Nature刊登的研究可以說解決了前一部分問題。而且它的重要性在于顛覆了教科書上的傳統(tǒng)知識(shí)，因?yàn)榇饲暗挠^點(diǎn)普遍認(rèn)為，與甜味、苦味和鮮味不同，酸味并不靠特異性的感受器來捕獲。

味覺體驗(yàn)全靠味蕾。人的舌頭表面（甚至口腔內(nèi)也有）分布著2000～3000個(gè)味蕾。人到老年會(huì)漸漸食不甘味，就是由于味蕾慢慢萎縮而減少。味蕾上伸出一些叫味毛的細(xì)小纖毛，探頭探腦，揣摩著入嘴的味覺刺激。溶解在唾液中的不同種類物質(zhì)，一旦遭遇味毛上專業(yè)的味覺感受器，就引起不同的味覺。食分五味，甜、咸、苦、酸和鮮，就是這樣來的。

但是，引起五種味道的物質(zhì)在化學(xué)本質(zhì)上并不一樣，截然兩大陣營。甜物質(zhì)（糖）和苦物質(zhì)（如生物堿）通常為大分子，應(yīng)該有專門的味覺感受器與它們相匹配；而引起鮮味的谷氨酸分子，連在人體的其他地方都存在專門的感受器。因此，在這三類感受器蛋白被發(fā)現(xiàn)之前，教科書早就言之鑿鑿地判明了它們的存在。結(jié)果不出所料，最近7年間，Charles Zuker和他的同伴們相繼找到了這幾種蛋白質(zhì)。

相比之下，酸味和咸味物質(zhì)則像是異類。酸味來自于高濃度的氫離子，咸味出自游離在唾液中的鈉離子，兩種小離子是如何刺激味覺細(xì)胞呢？之前的研究者們根據(jù)在其他細(xì)胞上的經(jīng)驗(yàn)，判斷這些離子可能通過一些通道直接大搖大擺地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。他們?cè)趺匆矝]法接受這樣的假設(shè)：小離子會(huì)和大分子一樣，配有量身打造的蛋白質(zhì)感受器。

但是，Charles Zuker等覺得，這樣的模型太糟糕了，要知道，跟氫和鈉離子相關(guān)的各種離子通道實(shí)在太多，味覺信息會(huì)這么復(fù)雜嗎？有沒有可能存在專門感知酸味和咸味的感受器呢？科學(xué)不是喜歡簡(jiǎn)潔嘛。他們決心嘗試尋找。

這樣的思路聽起來倒也合情合理，何況他們有先前研究的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，那就不妨試試看。這些科學(xué)家從小鼠下手，用生物信息學(xué)和分子生物學(xué)手段，從蛋白質(zhì)候選名單中篩選可能的目標(biāo)。研究者設(shè)想，如果存在這種蛋白質(zhì)，那它一定是在細(xì)胞膜上，只有這樣才能直接接受外界的信號(hào)分子。

于是，候選名單從最初的30000個(gè)蛋白質(zhì)縮到了10000個(gè)。第二步，他們假設(shè)感受器應(yīng)該只在很少種類的組織（如舌味覺細(xì)胞）中存在，這樣，名單縮減到了900個(gè)。然后他們研究已知的三種感受器的基因序列，接著就發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)疑犯-PKD2L1。

為了驗(yàn)證這個(gè)蛋白質(zhì)的功能，研究小組弄出了一種基因改造過的小鼠，它體內(nèi)能產(chǎn)生一種毒素，殺死表達(dá)PKD2L1的細(xì)胞，就是說，這種小鼠不再有帶PKD2L1蛋白質(zhì)的味覺細(xì)胞。很幸運(yùn)，他們成功了。科學(xué)家喂這些小鼠吃酸的食物，它們吃得喜滋滋的，而正常小鼠是討厭吃酸的食物的。

這就證明了，這種蛋白質(zhì)是接受酸味的關(guān)鍵感受器，如果沒有帶PKD2L1的細(xì)胞，小鼠就喪失了分辨酸味的能力。一旦弄清味覺感受的原理，將來有無可能人為增加某種新異的味覺呢？嘿，這可真令食客們期待。

很自然，Charles Zuker的下一步目標(biāo)是尋找咸味的專門感受器，假使成功的話，他就“五味俱全”了，同時(shí)，研究味覺感知的第一道工作也可以算收工了。但是，科學(xué)家也承認(rèn)，關(guān)于味覺的問題并非那么簡(jiǎn)單。例如，苦味可以幫助我們檢測(cè)毒物，甜味則是糖分的標(biāo)志，是必需的能量來源，而在自然界中，酸味代表著未成熟果實(shí)，酸味感受器的進(jìn)化動(dòng)機(jī)似乎不夠強(qiáng)烈。

醋為什么是酸的，這個(gè)問題剛剛開場(chǎng)。

文/姬十三


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情
?