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生物学者たちは、苦味の分子シグナルを遮断するタンパク質を発見しました。味覚細胞にこのタンパク質がなければ、動物も人間も不快な後味を取り除くことができません。科学者たちは、この抗苦味分子の不在が、苦味の幻覚を引き起こす原因である可能性を確信しています。
味蕾は食べ物を楽しむためだけに必要なのではありません。味覚は、食品の品質、安全性、栄養価に関する情報を得る手段の一つです。肺や腸も味覚を感知します。しかし、これらの感覚は認知機能に必要ではなく、食欲を刺激し、呼吸を楽にするために必要です。
人間をはじめとする哺乳類は、甘味、ピリッとした(辛い、辛い)、苦味、塩味、酸味を認識します。「トニックを飲むと、キニーネ分子が味覚細胞を「オン」にし、脳に「トニックは苦い」という信号を送り始めます」と、米国の研究センターの科学者たちは記しています。苦味やその他の味覚を脳に伝えるメカニズムは十分に研究されており、そのメカニズムには空白部分がないと説明しています。しかし、苦味がなくなった後、活性化した情報細胞がどのように「オフ」になるのかは、完全には解明されていません。
生物学者によると、味覚細胞の活性化は、細胞質(細胞の内容物の液体部分)におけるカルシウムイオン(Ca 2+ )濃度の上昇と関連している。脳が味覚を「感じる」のを止めるには、カルシウムイオンが味覚細胞の細胞質から排出されなければならない。
モネル化学感覚センターの分子生物学者、リクアン・ファン氏とその同僚たちは、味覚細胞がカルシウムイオンを除去するメカニズムを解明しようと試みました。その結果、苦味を認識する受容体にSerca3というタンパク質が過剰に存在していることが分かりました。
「この分子は内膜Ca 2+ -ATPase(SERCA)ファミリーの一員です。カルシウムを小胞体と呼ばれる細胞内膜ネットワークに押し込むことで『奪取』します」と、生物学者たちは本日PLoS ONE誌に掲載された論文に記しています。Serca3が本当に苦味シグナルを遮断するかどうかを調べるため、研究者たちはこのタンパク質の遺伝子を欠損したマウス(Serca3-KOマウス)を作製しました。
実験中、マウスは5つの味覚グループの食品化学物質の溶液を試しました。研究者たちは、マウスに蒸留水と、各味覚化学物質(砂糖、塩、キニーネなど)のいずれかの溶液を48時間飲ませました。2日後、マウスは数日間休薬し、その後、蒸留水と別の味覚化学物質の溶液を入れた飲水器を再びケージに戻しました。実験中、研究者たちは飲んだ液体の量を測定し、マウスの行動を観察しました。
Serca3タンパク質を持たないマウスは、通常の動物よりも苦い水に対する嫌悪感が強く、長く続くことが判明しました。マウスは鼻を鳴らしたり吐き出したりすることがより多く、水飲み場から離れる時間も長くなりました。「これは、マウスが苦い後味を長く感じ続けるためです」と、研究者たちは観察結果を説明しています。
生物学者たちは、苦い水への嫌悪は行動面だけに現れるのではないことを指摘しています。実験マウスでは、舌咽神経が対照群のマウスよりも苦い水に対して強く反応しました。塩味と酸味の味覚物質に関しては、生物学者たちは信頼できる有意差を見つけられませんでした。しかし、Serca3-KOマウスでは甘味と辛味に対する感受性が変化することに注目しました。後に判明したように、これらの変化は関連化合物であるSerca2タンパク質の代償的出現と関連しています。ちなみに、苦味に対する知覚が亢進している人は、甘味と辛味の味覚も変化します。
「我々の研究結果は、なぜ人々の味覚認識が異なるのかを説明しています」と研究者らは結論づけています。「これは基礎研究ですが、実用的な意義も持っています。例えば、幻味を経験する人のための薬を開発することが可能です。」