Путем выявления новых генов и молекулярных путей, участвующих в формировании функции вкусовых клеток, эти открытия могут когда-нибудь позволить ученым лечить вкусовые расстройства, характеризовать новые вкусовые качества или даже тонко настраивать вкусовое восприятие человека, чтобы способствовать более здоровому питанию.«У нас все еще есть много открытых вопросов о том, как работает чувство вкуса.
Некоторые из этих недавно открытых генов могут помочь нам лучше понять, как вкусовая клетка определяет данное качество вкуса», — сказал молекулярный нейробиолог Центра Монелла Пейхуа Цзян, доктор философии, исследователь. старший автор. «Кто знает, когда-нибудь мы сможем использовать эти знания для образования меньшего количества горьких клеток у человека, чувствительного к горечи, чтобы помочь ему насладиться здоровыми овощами с горьким вкусом».Вкусовые клетки расположены в кластерах, называемых вкусовыми сосочками, которые, в свою очередь, находятся в сосочках — выступах, видимых на поверхности языка.
Два различных типа специализированных вкусовых клеток содержат химические рецепторы и внутриклеточные молекулярные механизмы, необходимые для инициирования восприятия вкуса. Третий тип, по-видимому, служит опорной ячейкой.В 2013 году Цзян помог идентифицировать стволовые клетки, или клетки-предшественники, которые дают начало этим трем различным типам вкусовых клеток. Двигаясь вперед, он смог поместить эти вкусовые стволовые клетки в культуральную чашку и побудить их вырасти в разные типы зрелых вкусовых клеток, тем самым создав вкусовые рецепторы в блюде — в науке известные как вкусовые органоиды.
В текущей статье, опубликованной в журнале с открытым доступом Scientific Reports, Цзян и его сотрудники изучали вкусовые органоиды на разных стадиях роста, чтобы определить, какие гены включаются на каждой стадии образования вкусовых клеток.Используя мощную генетическую технологию, называемую RNA-seq, эти эксперименты выявили почти полный список всех генов, включая некоторые ранее не идентифицированные, которые определяют развитие вкусовых клеток. Исследования также выявили, когда во время дифференцировки вкусовых клеток эти гены влияют на то, будет ли данная вкусовая клетка в конечном итоге реагировать на соленый, сладкий, кислый, горький или умами.
Другие эксперименты расширили полученные данные, чтобы дать ключ к разгадке молекулярных сигналов, которые могут направлять вкусовые стволовые клетки по тому или иному пути. Используя фармакологические подходы, исследователи идентифицировали так называемые сигнальные белки в незрелых вкусовых клетках, которые заставляют развивающиеся клетки размножаться и превращаться в определенные типы клеток. Эти исследования выявили важную роль нескольких сигнальных путей, в том числе тех, которые, как ранее не было известно, играют роль во вкусе.
«Лучше понимая, как наши вкусовые клетки обнаруживают и транслируют информацию о химических составляющих нашей пищи, мы сможем подтвердить, как люди обнаруживают плохо изученные качества, такие как жир или кальций, или даже определить совершенно новые вкусы», — сказал соавтор исследования. -автор Роберт Марголски, доктор медицины, доктор философии, также молекулярный нейробиолог компании Monell.Цзян отмечает, что исследование может иметь значение для лечения пациентов, которые теряют чувство вкуса после облучения по поводу рака головы и шеи. «Понимание того, как растут вкусовые клетки, может помочь нам разработать новые стратегии, помогающие пациентам с расстройствами вкуса», — сказал он.Двигаясь вперед, исследователи хотят определить функции недавно открытых вкусовых генов.
Другие исследования будут сосредоточены на лучшем понимании молекулярной сигнализации, которая управляет дифференцировкой и функцией вкусовых клеток.«Это фундаментальное исследование в лучшем виде», — сказал Цзян. «Нам нужно знать, как вкусовые клетки растут и работают в нормальных ситуациях, прежде чем мы сможем использовать эти знания для помощи людям».