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在古代，中國人將「酸甜苦辣咸」概括為「五味」。當然，我們現在知道這個說法存在些許瑕疵：辣不屬於味覺而是痛覺，因為我們的味蕾上並沒有 「辣味受體」，感受辣的其實是疼痛感受器。真正構成5種味覺的，是酸甜苦咸鮮——我們的味蕾上分別有各自的特異性味覺受體，用來感知這5種味道並產生味覺信號。
現在，這份味覺名單或許要增加一位新成員了。一項今日發表於《自然·代謝》的研究在對果蠅的研究中，發現了一種能夠感知鹼性食物的全新味覺受體。作者表示，未來的更多研究將告訴我們，這種「鹼味受體」是否同樣存在於其他動物，尤其是哺乳動物的舌頭上。
不知道大家有沒有想過這樣一個問題。酸味我們都很熟悉，酸本質上就是氫離子濃度高，或者說pH值小於7，而感受酸味的受體也正是能感應pH值的質子通道。那麼反過來，對於酸鹼平衡的另一端，我們的舌頭上是否同樣存在對應的鹼味受體，從而嘗出pH值大於7的食物呢？
早在上世紀40年代，就有實驗發現相比於舌頭的其他部位，舌尖似乎對鹼性的氫氧化鈉更敏感——這也成為了鹼味受體有可能存在的早期證據。然而，如果這類受體真的存在，那麼它們的分子、細胞基礎是什麼？科學界對此知之甚少。
▲正在樹枝上覓食的野生果蠅。最新研究發現氯離子通道Alka是果蠅感知鹼性食物的味覺受體（圖片來源：Yali Zhang, Monell Chemical Senses Center）
在最新研究中，美國莫奈爾化學感官中心的Yali Zhang博士團隊首先為正常的果蠅分別提供了中性和鹼性（pH=12）食物，結果果蠅紛紛選擇中性食物，鹼性食物則是鮮有果蠅問津。
這個結果並不意外。動物對鹼性的感知能力十分重要，因為它們可以據此判斷食物的營養特性：正如酸味常常對應著食物腐敗等危險，鹼性也是一種對健康不利的有害信號，可能對應著毒性以及嗜鹼性環境的病原體。人類在食用強鹼性食物後，可能出現肌肉痙攣、噁心嘔吐等症狀；而果蠅更是會因此而減壽。
然而，有少數果蠅並沒有主動避開鹼性食物，因此它們很可能攜帶了導致感知鹼性能力失常的基因突變。果然，研究團隊從這些果蠅中分離出alkaliphile（簡稱alka，意為嗜鹼性）基因，這個基因能編碼一種名為Alka的氯離子通道蛋白。研究發現，Alka在果蠅唇瓣的味覺受體神經元（相當於哺乳動物的味覺受體）中表達，是讓果蠅避開鹼性食物的充分必要條件：果蠅檢測鹼性食物離不開Alka，並且只要有Alka存在就足夠了。
接下來的電生理分析告訴我們，這種氯離子通道是如何與酸鹼性產生關聯的。研究團隊發現Alka氯離子通道能夠被氫氧根（OH-）激活。果蠅味覺受體神經元內的氯離子濃度比細胞外更高，當細胞暴露於高pH值環境時，Alka通道開啟，氯離子從胞內流向胞外。氯離子的外排激活了味覺受體神經元，從而向腦部發送鹼性食物的信號，提醒個體遠離這種食物。
「我們的工作表明，長期被忽視的氯離子在向大腦發送味覺信號的過程中，發揮著關鍵作用。」 Yali Zhang博士說。
隨後，研究團隊還使用光遺傳工具對表達alka基因的味覺受體神經元進行了操控。他們發現，通過光照激活這些神經元時，由於「避開鹼性食物」的信號傳向腦部，即使擺在它們面前的是平時最愛的甜食蔗糖，這些果蠅也失去了興趣。相反，當這些神經元未被激活時，果蠅躲避鹼性食物的能力明顯受損。因此，鹼性信號會對果蠅的食物選擇造成了很大的影響。
綜上，這項研究確定了Alka是一種全新的味覺受體，可以幫助果蠅檢測食物的pH值。「我們的工作解決了關於是否存在鹼性味覺的爭論。」 Yali Zhang博士說。這項進展為更多動物感知鹼性食物的機制研究奠定了基礎。我們的舌頭上是否也有這樣的鹼味受體？期待不久之後的研究可以給出答案。
參考資料：
[1] Tingwei Mi et al. Alkaline taste sensation through the alkaliphile chloride channel in Drosophila. Nature Metabolism (2023). https://doi.org/10.1038/s42255-023-00765-3
[2] Monell Center team discovers molecular basis for alkaline taste. Retrieved March 20th, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/983210
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