Biosensors & Bioelectronics—食品風(fēng)味感知?jiǎng)?chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示鮮味受體的編碼邏輯
上海交通大學(xué)食品風(fēng)味感知?jiǎng)?chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《Biosensors & Bioelectronics》（中科院一區(qū)TOP）發(fā)表了題為“Study on the distribution of umami receptors on the tongue and its signal coding logic?based on taste bud biosensor”的研究論文，首次基于生物傳感器揭示了兔舌鮮味受體的編碼邏輯。
鮮味傳感食物中的“氮”源信息，負(fù)責(zé)識(shí)別和傳感鮮味信號(hào)的元件包括二聚體T1R1/T1R3和味型代謝谷氨酸受體（mGluRs）。研究表明鮮味受體不僅存在于味蕾細(xì)胞中，而且?guī)缀踉谒薪M織和細(xì)胞中均有表達(dá)，但僅舌上的受體能將鮮味信號(hào)傳遞至大腦味覺(jué)中樞。由于舌上皮組織中味蕾分布和鮮味受體表達(dá)的差異，舌組織不同區(qū)域?qū)ν货r味物質(zhì)響應(yīng)敏感度不同。因此，如何表征這種差異，解析不同程度的味覺(jué)信號(hào)如何被神經(jīng)編碼傳導(dǎo)至大腦味覺(jué)中樞，至今尚不完全清晰。
該研究采用分割舌的方法簡(jiǎn)化信號(hào)源，構(gòu)建了不同區(qū)域的兔舌味蕾組織生物傳感器。通過(guò)對(duì)傳感器的優(yōu)化和分析，獲得了不同區(qū)域?qū)Φ湫王r味物質(zhì)（MSG和IMP）感知的信號(hào)響應(yīng)，結(jié)合受體動(dòng)力學(xué)和Shannon信息論等分析方法，定量解析了不同受體和配體互作和信息編碼能力的差異。
圖1?舌不同區(qū)域味蕾細(xì)胞鮮味受體的免疫熒光分析
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研究表明，兔舌味蕾組織中傳感MSG信號(hào)的受體數(shù)量整體高于IMP，特別是T7區(qū)域。三種鮮味受體在兔舌不同區(qū)域的表達(dá)量上存在差異，舌尖T1R1較其他部位表達(dá)量高，舌根mGluRs表達(dá)量最高。值得注意的是，T1R1/T1R3是編碼鮮味信號(hào)的主要受體，而mGluRs只有小部分被激活以編碼MSG信號(hào)。
智能感知是人工智能的重要組成部分，該研究提出并闡明了一種新的鮮味受體編碼邏輯的研究方法，較為精確描述了典型鮮味物質(zhì)刺激下三種受體的傳感和信號(hào)編碼邏輯，為探進(jìn)一步探明味覺(jué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和構(gòu)建智能感知提供了新的思路和支撐。
上海交通大學(xué)樊玉霞博士為該論文的第一作者，王文利博士和劉源教授為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海交通大學(xué)農(nóng)工交叉基金的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113780
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