توانایی حس کردن شوری، شیرینی، تلخی، ترشی و اومامی (خوشمزگی) ذاتی هستند. به گفتهی Hojoon Lee، محقق ارشد مطالعهای که در آزمایشگاه Zuker دربارهی چشایی انجام شده، ما متولد شدهایم تا از تلخیها دوری کرده و به سمت شیرینیها جذب شویم.
اگرچه ممکن است چشایی صرفا یک توانایی برای لذت بردن از خوراکیها به نظر برسد، اما در واقع این توانایی یک کلید ویژه برای بقاست؛ زیرا طعم شیرین فرستندهی سیگنالهای مربوط به مواد مغذی به مغز و تلخی نوعی هشداری برای یک سم مرگبار است.
مقاله مرتبط: دلیل علمی بد طعم شدن قهوه دوباره گرم شده چیست؟
انجام این وظیفهی مهم باعث میشود سلولهای گیرنده این سیستم به صورت مداوم واژگون شده و توسط سلولهای جدید جایگزین شوند. هریک از سلولهای گیرنده طعم که در جوانههای چشایی قرار دارد، فقط دو هفته زنده میماند و بعد توسط سلولهای بنیادی موجود در آن قسمت جایگزین میشوند.
هر سلول گیرنده طعم برای شناسایی یکی از مزههای اصلی اختصاص یافته است. هنگامی که یک گیرنده مزه مربوط به خود را تشخیص میدهد، شروع به فعالیت میکند. فعالیت مربوط به این سلولها توسط نورونهای متصل به آن جمع آوری شده و به گانگلیونی در پشت گوش رفته و درنهایت به مغز منتقل میشود.
به اعلام آزمایشگاه Zuker نکتهی بسیار جالب این است که با وجود عمر کوتاه این سلولها و بازسازی مداوم اتصال آنها با سلولهای عصبی، سیستم چشایی کار خود را به خوبی انجام میدهد.
از آنجا که تاکنون اطلاعات بسیار کمی درباره چگونگی ایجاد اتصالات موجود در این سیستم وجود دارد، Lee و همکارانش آزمایشی را با استفاده از موشهایی که از نظر ژنتیکی اصلاح شده اند طراحی کردند، آنها برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز از عملکرد هر سلول به صورت جداگانه تصویر برداری کردند.
برای کشف چگونگی اتصال صحیح نورونهای گانگلیونی به سلولهای گیرنده، Lee و همکارانش با استفاده از روش RNA-seq دو ملکول یافتند که میتوانند مسئول انتقال سیگنالهای حیاتی باشند،سلولهای گیرنده تلخی ملکولهای سمفورین ۳A را تولید میکنند و سلولهای گیرنده شیرینی مقدار زیادی سمفورین ۷A میسازند. هر دو این ملکولها به عصب متصل به گیرنده در شناسایی درست مزهها کمک میکنند.
در اولین مجموعه از موشهای تغییر یافته ژنتیکی، سمفورین ۳A تولید نمیشد. بعد از قرار دادن این موشها در معرض تلخی مشاهده شد که نورونهایی که پیش از این به تلخی پاسخ میدادند، با تغییر رسپتورها و دیگر پروتئینهایشان به سایر انواع سلولهای گیرنده طعم متصل شدند و حدود نیمی از این نورونها به دنبال تغییر در اتصالات سلولیشان تغییر هویت داده و به نورونهای انتقال دهندهی سایر طعمها تبدیل شدند.
برای انجام پژوهشهای بیشتر گروه دیگری از موشها را به صورتی تغییر دادند که سلولهای گیرنده شیرینی، ملکولهای مربوط به طعم تلخی را نیز سریعتر از سلولهای گیرنده طعم تلخ تولید کنند، در نتیجه نورونهایی که به صورت طبیعی فقط به تلخی پاسخ میدادند، اکنون به شیرینی نیز پاسخ دادند و موشها رفتارهای متناقضی از خود بروز دادند، آنها در تشخیص آب خالص از آب دارای مواد تلخ محلول با مشکل مواجه شدند. نتایج آزمایشات مشابه در تولید سمفورین ۷A در سلولهای گیرنده تلخی نیز یکسان بود و سلولهای عصبی مربوط به طعم شیرین، به تلخی نیز واکنش نشان دادند.
پس به طور کلی تحقیقات نشان میدهند سیگنالهای شیمیایی خاصی میتوانند به اتصال صحیح سلولهای گیرنده جدید کمک کنند.
گرچه این آزمایشها در موشها انجام شده است اما محققان معتقدند به دلیل شباهت زیاد سیستم چشایی انسان و موش، این نتایج به انسان نیز قابل تعمیم هستند. پس در نهایت این چرخهی تخریب و جایگزینی مداوم سلولهای گیرنده است که به ما در تشخیص نحوهی عملکرد این سیستم کمک میکند.