Группа ученых определила, что многочисленные белки опсины, известные на протяжении десятилетий, которые являются основным соединением зрительного пигмента родопсина, также функционируют и как рецепторы вкуса.
У животных существует множество типов сенсорных белков, которые реагируют на раздражители из окружающей среды. Некоторым их них требуется сильный внешний раздражитель для активации. Впервые о дополнительных функциях опсина стало известно еще в 2011 году, когда эти же ученые обнаружили, что такой белок позволяет плодовой мухе Drosophila melanogaster обнаружить небольшие изменения температуры в пределах комфортного диапазона. В новом исследовании ученые пришли к выводу, что молекулы опсина могут также использоваться для обнаружения тонких химических сигналов посредством процесса усиления сигнала.
В ходе исследования ученые предложили мухам выбрать между простым сахаром и сахаром с добавлением разбавленной аристолохиевой кислоты. Мухи, конечно, отказались от сахара с добавлением горького химического вещества, а съели только чистый сахар.
Затем ученые вырастили плодовых мух с мутациями, которые не позволяли им синтезировать различные белки опсина. Они обнаружили, что мухи с дефектами в любом из трех типов опсинов не могут обнаружить небольшие концентрации кислоты, поэтому съели как чистый сахар, так и с добавлением других веществ.
Однако такие животные все равно были чувствительны к большому количеству аристолохиевой кислоты. Согласно исследованию, большое количество горького химического вещества непосредственно активировало канал белка под названием TRPA1 — он пропускает кальций и натрий в клетки, что приводит к горькому вкусу, которого избегают животные.
Исследователи показали, что аристолохиевая кислота активировала эти опсины, связываясь с организмом таким же способом, что и сетчатка с родопсином. Подобно тому, как родопсины активируются при очень слабом освещении, которое используется как внешний раздражитель, химически активированные опсины инициируют молекулярный каскад, который усиливает слабые сигналы. Это позволило мухам обнаружить концентрации соединения, которые в противном случае были бы недостаточны для запуска ответа в их сенсорных нейронах.