Японский ученый Кикунаэ Икеда впервые предложил умами в качестве основного вкуса — в дополнение к сладкому, кислому, соленому и горькому — в начале 1900-х годов. Примерно через восемь десятилетий научное сообщество официально с ним согласилось, сообщает «phys.org».
Теперь у ученых во главе с исследователями из Колледжа литературы, искусств и наук Дорнсайфа Университета Южной Калифорнии есть доказательства шестого основного вкуса.
Нейробиолог Эмили Лиман и ее команда обнаружили, что язык реагирует на хлорид аммония через тот же белковый рецептор, который сигнализирует о кислом вкусе.
«Если вы живете в скандинавской стране, вам будет знаком и может понравиться этот вкус», — говорит Лиман, профессор биологических наук. В некоторых странах Северной Европы соленая лакрица была популярной конфетой, по крайней мере, с начала 20-го века. Лакомство включает в себя соль салмиака, или хлорид аммония.
Ученые на протяжении десятилетий признавали, что язык сильно реагирует на хлорид аммония. Однако, несмотря на обширные исследования, специфические рецепторы языка, которые реагируют на него, оставались неуловимыми.
В последние годы они обнаружили белок, ответственный за определение кислого вкуса. Этот белок, называемый OTOP1, находится внутри клеточных мембран и образует канал для ионов водорода, движущихся в клетку.
Ионы водорода являются ключевым компонентом кислот, и, как известно гурманам во всем мире, язык воспринимает кислоту как кислую. Вот почему лимонад (богатый лимонной и аскорбиновой кислотами), уксус (уксусная кислота) и другие кислые продукты придают пикантность терпкости при попадании на язык. Ионы водорода из этих кислых веществ перемещаются в клетки вкусовых рецепторов через канал OTOP1.
Поскольку хлорид аммония может влиять на концентрацию кислоты, то есть ионов водорода, в клетке, команда задалась вопросом, может ли он каким-то образом вызвать OTOP1.
Чтобы ответить на этот вопрос, они ввели ген Otop1 в выращенные в лаборатории клетки человека, чтобы клетки производили рецепторный белок OTOP1. Затем они подвергли клетки воздействию кислоты или хлорида аммония и измерили реакцию.
«Мы увидели, что хлорид аммония является действительно сильным активатором канала OTOP1», — сказал Лиман. «Он активируется так же хорошо или даже лучше, чем кислоты».
Хлорид аммония выделяет небольшое количество аммиака, который перемещается внутри клетки и повышает pH, делая ее более щелочной, что означает меньшее количество ионов водорода.
Чтобы подтвердить, что их результат был чем-то большим, чем лабораторный артефакт, они обратились к методу, который измеряет электрическую проводимость, имитируя то, как нервы проводят сигнал. Используя клетки вкусовых рецепторов нормальных мышей и мышей, которых лаборатория ранее генетически модифицировала, чтобы они не производили OTOP1, они измерили, насколько хорошо вкусовые клетки генерируют электрические реакции, называемые потенциалами действия, при введении хлорида аммония.
Клетки вкусовых рецепторов мышей дикого типа показали резкое увеличение потенциала действия после добавления хлорида аммония, в то время как клетки вкусовых рецепторов мышей, у которых отсутствовал OTOP1, не реагировали на соль. Это подтвердило их гипотезу о том, что OTOP1 реагирует на соль, генерируя электрический сигнал в клетках вкусовых рецепторов.
Итак, в чем же преимущество дегустации хлорида аммония и почему он эволюционно так сохраняется?
Лиман предполагает, что способность ощущать вкус хлорида аммония, возможно, развилась, чтобы помочь организмам избегать употребления в пищу вредных биологических веществ с высокой концентрацией аммония.
«Аммоний содержится в отходах (например, в удобрениях) и в какой-то степени токсичен, — объяснила она, — поэтому логично, что мы развили вкусовые механизмы, чтобы обнаружить его. Курица OTOP1 гораздо более чувствительна к аммонию, чем рыба». Лиман предполагает, что эти вариации могут отражать различия в экологических нишах разных животных. «Рыбы могут просто не сталкиваться с большим количеством аммония в воде, в то время как курятники наполнены аммонием, которого нужно избегать и не есть».
Более того, поскольку эта аминокислота сохраняется у разных видов, должно быть, существовало селективное давление, чтобы поддерживать ее, говорит она. Другими словами, способность канала OTOP1 реагировать на аммоний должна была быть важна для выживания животных.
В будущем исследователи планируют расширить эти исследования, чтобы понять, сохраняется ли чувствительность к аммонию среди других членов семейства протонов OTOP, которые экспрессируются в других частях тела, в том числе в пищеварительном тракте.
И кто знает? Возможно, хлорид аммония присоединится к остальным пяти основным вкусам, чтобы довести официальное количество до шести.