» » Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому


Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Разные представители отряда хищных (лев и азиатская выдра) не способны ощущать сладкий вкус. Изображения с сайтов bigpicture.ru и www.go2life.net


В 2005 году американские ученые из Филадельфии показали, что разные представители семейства кошачьих неспособны воспринимать сладкий вкус в результате поломки одного из генов «сладкого» рецептора. Недавно авторы из той же лаборатории проанализировали разные вкусовые рецепторы у 12 представителей отряда хищных. Оказалось, что у семи видов, которые считаются облигатными хищниками, имеются поломки в том же самом гене, отвечающим за восприятие сладкого. У морских львов и дельфинов обнаружены дефекты даже в нескольких генах других вкусовых рецепторов, что говорит о еще более обедненной вкусовой чувствительности этих животных. Авторы считают, что потеря вкусовой чувствительности во многом определяется пищевой специализацией.

Большинство млекопитающих способно различать пять основных вкусов: соленое, кислое, сладкое, горькое и умами. Умами — вкус белковых веществ, традиционно используемый в восточной культуре. Ощущение умами дают различные пищевые добавки, например, глутамат натрия, а также грецкий орех, капуста брокколи, помидоры и некоторые грибы. Если за восприятие соленого и кислого отвечают рецепторы ионных каналов, то за восприятие сладкого, горького и умами отвечают рецепторы, сопряженные с G-белками. Сладкий вкус и вкус умами обеспечиваются рецепторами одного типа, Tas1r, тогда как горький вкус — рецепторами другого типа, Тas2r. Еще одна тонкость: Tas1r3 в комбинации с Tas1r2 определяет сладкий вкус, а в комбинации с Tas1r1 — вкус умами.

В 2005 году американские ученые из Монелловского центра по изучению химического восприятия вкусов и запахов (Monell Chemical Senses Center) в Филадельфии показали, что поломки в гене Tas1r2 ответственны за невосприимчивость к сладкому у шести разных представителей семейства кошачьих (см. Найдена причина повышенной привередливости кошек, «Элементы», 25.07.2005). Недавно сходный коллектив авторов из той же лаборатории провел новое исследование вкусовых рецепторов у других представителей отряда хищных. Авторы проверяли две гипотезы. Согласно одной, мутации накопились в «сладких» рецепторах у тех хищных, которые перешли исключительно на мясную диету. В результате мутаций рецепторы не функционируют, но животные их и не используют. Согласно другой (которая, впрочем, не исключает первую), не только «сладкие» рецепторы, но и рецепторы других вкусовых ощущений, таких как горького и умами, имеют дефекты у животных с атрофированной вкусовой системой. К последним относят, например, морских львов и дельфинов, у которых число вкусовых сосочков на языке сведено к минимуму.

На первом этапе исследователи проанализировали все шесть известных экзонов (кодирующих последовательностей) гена Tas1r2 у 12 видов хищных. Сравнение нуклеотидных последовательностей исследованных видов с последовательностями у собаки (у которой всё в порядке со сладким вкусом) показало, что лишь у пяти видов (земляной волк, канадская выдра, очковый медведь, енот, красный волк) этот ген работает нормально. У остальных семи видов (пятнистая гиена, фосса, полосатый линзанг, азиатская выдра, морской лев, морской котик и тюлень) в гене Tas1r2 обнаружены мутации, препятствующие его нормальной работе. Причем интересно, что у разных видов эти мутации различны. Например, у морских львов и котиков замена одного нуклеотида в старт-кодоне предотвращает трансляцию всего гена, тогда как у тюленя, который принадлежит к тем же ластоногим, мутации в последнем экзоне приводят к преждевременной остановке транскрипции (рис. 1).


Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Рис. 1. Мутации в гене «сладкого» рецептора Tas1r2 у семи видов отряда хищных. В качестве референтной группы выбрана собака. А — схема шести экзонов гена у исследованных представителей хищных, звездочками отмечены позиции мутаций, нарушающих функционирование гена. В — нуклеотидные последовательности гена, в которых были обнаружены критичные мутации, в том числе: препятствующие трансляции (start codon mutation), ведущие к ранней остановке транскрипции (stop: premature) или сдвигу рамки считывания (frameshift). Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


Авторы построили филогенетическое древо хищных на основании анализа гена Tas1r2 (рис. 2). По дереву сразу видно, что поломки в этом гене происходили в процессе эволюции несколько раз и совершенно независимо. Кроме того, прослеживается связь между функционированием гена и способом питания животного. Поломка гена произошла у облигатных хищников, которые питаются только мясом или рыбой, а у хищников, которые не брезгуют растительной пищей, ген функционирует.


Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Рис. 2. Филогенетическое древо 18 видов хищных, построенное на основании анализа гена «сладкого» рецептора Tas1r2 методом максимального правдоподобия. Человеческий рецептор выбран в качестве внешней группы. Не только ранее исследованные кошачьи (серый значок), но еще 7 видов из разных групп хищных (красные значки) имеют критичные мутации в этом гене. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


На следующем этапе работы авторы решили проверить вкусы разных представителей хищных в поведенческих экспериментах. Для этого они взяли азиатскую выдру с поломанным «сладким» рецептором и очкового медведя с нормальным рецептором. Им предъявляли достаточно широкий спектр сладких веществ (рис. 3), предлагая одновременно выбирать между ними и водой. Азиатская выдра не выказывала предпочтений к сладким веществам, тогда как очковый медведь предпочитал большинство естественных сахаров воде. Эти результаты, вместе с данными молекулярного анализа, прекрасно подтверждают первую гипотезу, согласно которой потеря чувствительности к сладкому у хищных сочетается с переходом на мясную диету.


Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Рис. 3. Предпочтения различных сахаров у азиатской выдры (n=2, голубые столбики) и очкового медведя (n=4, красные столбики), выявленные в поведенческих экспериментах. Очковый медведь предпочитал сладкие растворы, тогда как выдра не выказывала предпочтений. Пунктирная линия на уровне 50% обозначает отсутствие предпочтений. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


Наконец, авторы исследовали, что происходит с остальными вкусовыми рецепторами, сопряженными с G-белками, у млекопитающих с атрофированной вкусовой системой. Для этого были проанализированы экзоны всех трех типов Tas1r рецепторов у морских львов (отряд хищные) и у дельфинов (отряд китообразные); см. рис. 4. Последовательности опять сравнивали с таковыми для собаки. Напомним, что Tas1r3 в комбинации с Tas1r2 определяет сладкий вкус, а в комбинации с Tas1r1 — вкус умами. Оказалось, что во всех трех генах у обоих водных млекопитающих были найдены мутации, приводящие к нарушениям функционирования генов.


Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Мясная диета отбивает вкус к сладкому

Рис. 4. Схема генов Tas1r и расположение критичных мутаций (красные звездочки) в разных экзонах у морского льва (А) и дельфина (В). Линии между экзонами обозначают интроны (некодирующие последовательности). Несмотря на то что у морского льва не удалось полностью отсеквенировать Tas1r3, видно, что мутации в каждом из трех генов различаются у двух животных (см. также рис. 1). Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


А что же происходит с рецепторами, определяющими горький вкус? У дельфина были проанализированы все рецепторы Тas2r. Их оказалось 10 штук, но что самое примечательное, все они оказались дефектными по сравнению с гомологичными генами у собаки и коровы. Таким образом, дельфины не ощущают горького вкуса. Да и зачем им это, если они, как многие морские млекопитающие, проглатывают добычу целиком, не жуя?

Итак, авторы подтвердили и вторую гипотезу, показав, что не только «сладкие» рецепторы, но и рецепторы, чувствительные к горькому вкусу и вкусу умами, имеют дефекты у животных с атрофированной вкусовой системой.

Возникает вопрос: что же было вначале — яйцо или курица? Хищные млекопитающие перешли целиком на питание мясом или рыбой, потому что перестали чувствовать вкус сладкого и радоваться сладким растительным побегам, или переход на мясную диету привел к ослаблению действия стабилизирующего отбора, в результате чего мутации не вычищались, а передавались потомкам? Логично предположить второй сценарий. Но авторы перестраховались и провели специальные статистические тесты. Из этих тестов следует, что в гене «сладкого» рецептора у облигатных мясоедов действие отбора и вправду ослаблено по сравнению с действием отбора у хищных со смешанным питанием.

Источник: Peihua Jiang, Jesusa Josue, Xia Lia, Dieter Glaser, Weihua Li, Joseph G. Brand, Robert F. Margolskee, Danielle R. Reed, Gary K. Beauchamp. Major taste loss in carnivorous mammals // PNAS. 2012. V. 109. Pp. 4956–4961.

Варвара Веденина


08 декабрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Почему людям нравится странное солёно-сладкое сочетание вкусов

Язык человека имеет рецепторы, способные различать четыре основных разновидности вкуса — сладкий, солёный, горький и кислый (в Японии и других азиатских странах выделяют ещё и пятый вкус — так

Какая ягода вызывает вкусовые галюцинации.

Недавно молодежь в США увлеклась маленькими красными ягодами, которые вызывают вкусовые галлюцинации. Плоды африканского вечнозеленого кустарника пользуются популярностью на специально организованных

Вкус еды определяет мозг а не язык

В школе нам рассказывали о том, что на языке находятся особые области, которые отвечают за вкусы – соленый, горький, кислый, сладкий и острый. Американские ученые обнаружили, что это не так. По их

Почему в полете пища приобретает иной вкус?

Если вам приходилось летать на самолете и вкусить напитки и еду, предлагаемые на высоте, то вы наверняка заметили, что пища в воздухе приобретает совершенно иной вкус. Почему?

Существует фрукт, который меняет вкус пищи

Чудо-фрукт под названием synsepalum dulcificum обладает способностью «обманывать» наши вкусовые рецепторы

Миракулин на час делает кислое сладким

Миракулин — гликопротеин, извлекаемый из ягоды Synsepalum dulcificum; натуральный подсластитель. Ягода, содержащая активные полифенолы, впервые описана открывателем Chevalier des Marchais, который
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой