Настройка рецепторов горького вкуса может быть ключом к выживанию животных
Способность ощущать горький вкус — ключевой фактор выживания животных, позволяющий избегать употребления потенциально вредных ядов или пищи. Эволюция этого чувства — горячая тема для эволюционных биологов.
Профессор Майк Беренс и коллеги исследовали генетический репертуар генов рецепторов горького вкуса (Tas2r) у кур и лягушек, представляющих две крайности. У кур всего 3 гена Tas2r, а у лягушек — более 50 (у человека — промежуточное количество). Учёные изучили молекулярные свойства клонированных генов Tas2r и измерили их реакцию на панель из 46 природных или синтетических горьких соединений.
- Филогенетический анализ показал, что все гены птиц происходят от 3 предковых генов, а у лягушек обнаружено 5 предковых генов. Это указывает, что расширенный репертуар лягушек возник в результате более поздних событий дупликации генов.
- Все три куриных рецептора оказались «широко настроенными» на горький вкус, тогда как шесть протестированных лягушачьих рецепторов представляли собой смесь широко и узко настроенных.
- Интересно, что репертуары рецепторов кур и лягушек реагировали примерно на половину соединений из панели. Это показывает, что критическим фактором является не количество генов Tas2r, а диапазон их настройки.
- Отдельные вещества активировали разные рецепторы в чётко разделённых диапазонах концентраций, что также может указывать на роль разнообразия горького вкуса в повышении шансов на выживание.
Авторы делают вывод, что малое количество функциональных генов Tas2r у кур компенсируется увеличенной средней шириной настройки рецепторов. Они предполагают, что двойственная среда обитания земноводных (вода и суша) может объяснять повышенное разнообразие генов Tas2r у лягушек. В смешанных водно-наземных условиях амфибии, вероятно, сталкивались с большим числом горьких соединений, что создало эволюционное давление для формирования большего репертуара вкусовых рецепторов.
Результаты опубликованы в онлайн-издании журнала Molecular Biology and Evolution.