Bevor wir ein potenzielles Nahrungsmittel verzehren, nehmen wir durch die Geschmacksknospen auf unserer Zunge in Kombination mit den Geruchszellen in der Nase wahr, wie es schmeckt. Dieser Sinneseindruck liefert uns wichtige Informationen darüber, ob sich in unserem Mund ein genießbares Lebensmittel befindet oder eine giftige Substanz, die wir lieber schnell wieder ausspucken sollten. Ähnlich wie beim Menschen ist auch für Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) nachgewiesen, dass sie süß, salzig, bitter und sauer schmecken können. Umstritten ist jedoch seit langem die Frage, ob Lebewesen neben saurem Geschmack, der einen niedrigen pH-Wert anzeigt, auch einen hohen pH-Wert über den Geschmackssinn wahrnehmen können.
Hinweise aus frühen Studien
„In den 1940er Jahren wurde in Studien an menschlichen Probanden festgestellt, dass die Zungenspitze, die mit Geschmacksknospen angereichert ist, empfindlicher auf die basische Substanz Natriumhydroxid (NaOH) reagiert als der mittlere Teil der Zunge, der nur wenige Geschmacksknospen aufweist“, erklärt ein Team um Tingwei Mi vom Monell Chemical Senses Center in Philadelphia. „Das deutet darauf hin, dass alkalische Lösungen geschmackliche Eigenschaften haben können.“ Zudem stellten Forscher fest, dass Insekten wie Käfer basisches Futter meiden. Ob diesem Verhalten allerdings eine eigenständige Geschmackswahrnehmung zugrunde liegt, blieb unklar.
„Seit diesen frühen Studien wurde nur wenig mechanistische Forschung betrieben, um die molekularen und zellulären Grundlagen des alkalischen Geschmacksempfindens zu entschlüsseln“, so Mi und seine Kollegen. Mit umfangreichen Experimenten an Fruchtfliegen haben sie nun nachgewiesen, dass diese tatsächlich einen Geschmackssinn für alkalische Substanzen haben. „Wir haben bei den Fliegen ein Gen isoliert, das die Geschmacksreaktion auf starke Alkalität reguliert und dem wir den Namen Alkaliphile (Alka) gaben“, berichten die Autoren. „Unsere molekulargenetischen Studien ergaben, dass Alka sowohl notwendig als auch hinreichend ist, um hochgradig basische Nahrungsmittel zu vermeiden.“
Neu entdeckter Rezeptor prägt Geschmackswahrnehmung
Das Gen, das in den Geschmacksrezeptorneuronen der Fruchtfliegen exprimiert wird, codiert für einen bislang unbekannten Ionenkanal, der direkt durch das Hydroxidion OH-, das alle Basen kennzeichnet, aktiviert wird. Wenn OH- Ionen an den Kanal binden, öffnet sich dieser, sodass negativ geladene Chloridionen aus der Zelle ausströmen, die Membran depolarisiert wird und das Signal weitergeleitet wird. „Unsere Arbeit zeigt, dass Chloridkanäle, die lange Zeit übersehen wurden, entscheidende Funktionen bei der Geschmackssignalisierung an das Gehirn haben“, sagt Mis Kollege Yali Zhang.
