昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)機(jī)制不同于其它動(dòng)物,,它們能更快地把氣味信息送向大腦。該研究由美國(guó)洛克菲勒大學(xué)和日本東京大學(xué)的研究者合作完成,,研究結(jié)果刊登在4月13日的《自然》在線雜志上,。這一發(fā)現(xiàn)有助于對(duì)嗅覺(jué)的進(jìn)化史作更復(fù)雜的思考。
人們?cè)嘈?,所有?dòng)物的嗅覺(jué)機(jī)制都一樣———氣味分子作用于細(xì)胞表面的嗅覺(jué)感應(yīng)器(也叫做G-蛋白質(zhì)),,并引發(fā)精巧的連鎖反應(yīng),最后打開(kāi)細(xì)胞表面的“離子門(mén)”,,允許大量離子進(jìn)入細(xì)胞,,從而將氣味信息傳到腦部。研究者之一的萊斯利•沃謝爾說(shuō):“線蟲(chóng)類是這樣,,哺乳動(dòng)物是這樣,,所有已知的脊椎動(dòng)物都是這樣,很難相信昆蟲(chóng)探測(cè)氣味的策略會(huì)不同,。但我們的確發(fā)現(xiàn),,昆蟲(chóng)不需要中間步驟,而是直接激活‘門(mén)’,。”
離子門(mén)是一種圈形的蛋白質(zhì),。它可以與某些分子結(jié)合并改變形狀,允許或限制離子進(jìn)入細(xì)胞,。研究人員將分子噴到昆蟲(chóng)嗅覺(jué)感應(yīng)器的細(xì)胞表面,,測(cè)量離子門(mén)多久能打開(kāi),并記錄涌入細(xì)胞的離子的電活動(dòng),。他們發(fā)現(xiàn),,電活動(dòng)發(fā)生得很快,說(shuō)明昆蟲(chóng)嗅覺(jué)涉及的步驟不多,。另外,,研究者讓涉及G-蛋白質(zhì)模式的一些蛋白質(zhì)失效,而離子門(mén)未受影響,,這說(shuō)明昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)并不使用G-蛋白質(zhì)信號(hào)模式,。
研究最終發(fā)現(xiàn),不同于其它動(dòng)物,,昆蟲(chóng)嗅覺(jué)使用的離子通道是兩種蛋白質(zhì)組成的復(fù)合體,,其中一種作為嗅覺(jué)感應(yīng)器是昆蟲(chóng)特有的。這種復(fù)合體通道允許所有陽(yáng)離子通過(guò)———只要離子擁有正電荷,,通道就不加選擇地放行,。這是氣味信號(hào)能更快傳至昆蟲(chóng)大腦的原因。