人类和果蝇对许多相同的味道都有反应——甜、咸、苦等。然而，识别这些物质的受体在我们和昆虫之间是非常不同的。除了酸味的时候。

在一项新研究中，加州大学圣巴巴拉分校的博士后研究员AnindyaGanguly和杰出教授CraigMontell鉴定并描述了一种对果蝇酸度敏感的味觉受体。该蛋白质与人类酸味受体属于同一组，这是一个被称为otopetrins的离子通道家族。结果发表在国家科学院院刊上。

加州大学圣巴巴拉分校分子、细胞和发育生物学系Duggan教授Montell说：“这篇论文令人兴奋的是，它解决了一个长期存在的问题，即昆虫体内的酸味受体是什么。”“事实证明，与其他味觉受体不同，自从苍蝇和人类最后一次拥有共同祖先以来，这个味觉受体已经保存了8亿年。”

这一发现表明，感知酸——一种我们认为是酸的味道——对生存必须非常重要。更令人惊讶的是，果蝇和人类之间许多其他重要的味觉通路并不保守，因为不相关的受体检测到许多相同的化学物质。

到目前为止，酸味受体的身份一直是个谜。根据蒙特尔的说法，直到几年前，没有人知道任何动物的酸味受体。otopetrins不会是明显的候选者。直到最近由南加州大学的EmilyLiman教授(这项最新研究的合著者)发现它们在哺乳动物酸味中起作用之前，人们才知道它们在味觉中发挥任何作用。

果蝇具有三种otopetrin：OtopLA、OtopLB和OtopLC。研究小组发现，敲除OtopLA基因的表达会极大地削弱果蝇对酸的行为。这些果蝇无法识别它们所提供的不同酸-糖溶液的酸度。事实上，当出现酸性糖溶液时，突变体的味觉神经元活性要低得多。

更重要的是，OtopLA在果蝇的行为中扮演着双重角色。这对于昆虫对微酸性食物的吸引力以及对强酸性食物的厌恶至关重要。尽管受体是对刺激做出反应的东西，但神经元及其连接告诉大脑如何解释这一点。例如，如果你在甜神经元中表达苦味化合物的受体，然后给苍蝇一些苦味，昆虫可能会吃掉它。“它不是物质，而是它激活物质的神经元和大脑区域，”主要作者甘古利说。这就是为什么一种化学物质可以引起积极或消极反应的原因，具体取决于其浓度。

现在该团队知道要关注哪个Otop，他们研究了OtopLA在果蝇味觉系统中的表达位置。Montell解释说，苍蝇有五个味觉反应神经元(GRN)。

GRNs被有吸引力的刺激物激活，比如糖;

BGRN受苦味化合物的刺激;

CGRN对水有反应;

DGRN检测正离子，如钙;

EGRN对低盐有反应。

研究人员发现OtopLA在A、B、C和DGRN中表达。

通过额外的实验，该团队确定B和DGRN中的OtopLA受体是导致昆虫厌恶高酸性物质的原因。同时，将蛋白质恢复到A或CGRN使苍蝇对弱酸的吸引力恢复。这表明苍蝇的味觉系统具有酸度阈值。如果级别较低，则A和CGRN的吸引力将胜出。另一方面，当酸度高时，B和DGRN的排斥力胜出。

另外两种苍蝇otopetrins的功能仍然是个谜，也是研究人员急于解决的问题。

otopetrin作为酸味受体的身份有点令人惊讶。这些蛋白质最初是在小鼠的前庭系统中发现的。它们在味觉中的作用是自然选择将一个器官中使用的蛋白质用于另一个器官中完全不同的功能的另一个例子。进化不是发明家或工程师;它是一个修补匠，用它手头的零件工作。

OtopLA实际上并不是该团队发现的第一个与酸相关的味觉感受器。2019年初，该小组发现蛋白质IR7a也对酸度有反应。然而，IR7a专门检测醋酸，醋中的主要成分。另一方面，OtopLA对所有品种的酸性条件都有反应。

IR7a的特异性可能与OtopLA协同工作，使苍蝇能够避开具有潜在危险的食物。“苍蝇以过熟的食物为食，”甘古利解释说。“过熟离腐烂仅一步之遥，腐烂的食物对苍蝇有害。”IR7a可以帮助果蝇区分不同的酸，这些酸可能由不同的化学过程产生。例如，一些细菌产生乙酸，而另一些细菌产生乳酸。

科学家们还在人类和小鼠中发现了三种otopetrin，尽管这些并不直接对应于果蝇中的三种。尽管如此，使用otopetrins检测酸味表明这种检测酸的机制很早就发展起来并持续了数亿年。可能有一个祖先的otopetrin基因被复制并进化成今天的品种。

该发现提出的是否otopetrin受体普遍需要的问题，酸在动物的味道。Montell说，如果属实，它将使这种蛋白质在化学感受器中独一无二。