昆蟲的嗅覺機製不同於其它動物,它們能更快地把氣味信息送向大腦。該研究由美國洛克菲勒大學和日本東京大學的研究者合作完成,研究結果刊登在4月13日的《自然》在線雜誌上。這一發現有助於對嗅覺的進化史作更複雜的思考。
人們曾相信,所有動物的嗅覺機製都一樣———氣味分子作用於細胞表麵的嗅覺感應器(也叫做G-蛋白質),並引發精巧的連鎖反應,最後打開細胞表麵的“離子門”,允許大量離子進入細胞,從而將氣味信息傳到腦部。研究者之一的萊斯利•沃謝爾說:“線蟲類是這樣,哺乳動物是這樣,所有已知的脊椎動物都是這樣,很難相信昆蟲探測氣味的策略會不同。但我們的確發現,昆蟲不需要中間步驟,而是直接激活‘門’。”
離子門是一種圈形的蛋白質。它可以與某些分子結合並改變形狀,允許或限製離子進入細胞。研究人員將分子噴到昆蟲嗅覺感應器的細胞表麵,測量離子門多久能打開,並記錄湧入細胞的離子的電活動。他們發現,電活動發生得很快,說明昆蟲嗅覺涉及的步驟不多。另外,研究者讓涉及G-蛋白質模式的一些蛋白質失效,而離子門未受影響,這說明昆蟲的嗅覺並不使用G-蛋白質信號模式。
研究最終發現,不同於其它動物,昆蟲嗅覺使用的離子通道是兩種蛋白質組成的複合體,其中一種作為嗅覺感應器是昆蟲特有的。這種複合體通道允許所有陽離子通過———隻要離子擁有正電荷,通道就不加選擇地放行。這是氣味信號能更快傳至昆蟲大腦的原因。
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