論文第一作者、Zuker實(shí)驗(yàn)室博士后研究員HojoonLee說(shuō)，檢測(cè)甜味、苦味、咸味、酸味和鮮味（umami）的能力是天生的。他說(shuō)，“我們生來(lái)就討厭酸味或苦味，喜歡甜味。”

　　盡管可能看起來(lái)味覺(jué)僅是一種愉悅或輕度惡心的問(wèn)題，但是這些反應(yīng)是存活的關(guān)鍵，特別是對(duì)其他的動(dòng)物而言。甜味能夠標(biāo)志著營(yíng)養(yǎng)豐富的食物，而苦味能夠標(biāo)志著致命的毒藥。

　　對(duì)如此重要的任務(wù)而言，味覺(jué)系統(tǒng)具有顯著高的細(xì)胞周轉(zhuǎn)率。舌頭上的檢測(cè)味道的細(xì)胞就像是一串圣誕燈，不斷地死掉和被替換。這些細(xì)胞被稱(chēng)作味覺(jué)受體細(xì)胞（tastereceptorcell），位于味蕾上，僅存活大約兩周的時(shí)間，這意味著干細(xì)胞需要持續(xù)地產(chǎn)生新的味覺(jué)受體細(xì)胞。

　　Zuker說(shuō)，這些味覺(jué)受體細(xì)胞較短的壽命產(chǎn)生一種難題：在如此高的細(xì)胞周轉(zhuǎn)率下，這種味覺(jué)系統(tǒng)如何可靠地完成它的任務(wù)？要讓這種味覺(jué)系統(tǒng)發(fā)揮作用，味蕾中的細(xì)胞與神經(jīng)元之間的連接每次必須正確地重新建立。Zuker說(shuō)，“如果不能夠正確地連接，那么這將觸發(fā)錯(cuò)誤的行為反應(yīng)。”但是這種味覺(jué)系統(tǒng)如何完成這一壯舉是個(gè)謎。

　　Lee說(shuō)，“本質(zhì)上，人們對(duì)這種味覺(jué)系統(tǒng)的神經(jīng)連接知之甚少。”利用復(fù)雜的遺傳學(xué)技術(shù)和單細(xì)胞功能性成像，Zuker、Lee和同事們通過(guò)基因改造，培育出具有混亂的味覺(jué)系統(tǒng)的小鼠。隨后，他們觀察了苦味受體細(xì)胞與甜味神經(jīng)元或者甜味受體細(xì)胞與苦味神經(jīng)元之間如何錯(cuò)誤地建立連接。

　　每種味覺(jué)受體細(xì)胞檢測(cè)這5種味道中的一種。當(dāng)一種味覺(jué)受體細(xì)胞檢測(cè)到一種化學(xué)味道時(shí)，它就立即發(fā)揮作用。這種活性就被剛好位于小鼠耳朵后面的神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元（ganglionneuron）捕捉到。這些神經(jīng)元將來(lái)自舌頭的味道信息發(fā)送到大腦中。

　　為了找出神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元如何發(fā)現(xiàn)和重新連接正確的新產(chǎn)生的味覺(jué)受體細(xì)胞，Zuker、Lee和同事們著重關(guān)注苦味和甜味。利用一種被稱(chēng)作RNA測(cè)序（RNA-seq）的方法，他們發(fā)揮兩種分子可能作為關(guān)鍵性信號(hào)發(fā)揮功能。檢測(cè)苦味的味覺(jué)受體細(xì)胞（即苦味受體細(xì)胞）產(chǎn)生一種被稱(chēng)作SEMA3A（Semaphorin3A）的分子，而檢測(cè)甜味的味覺(jué)受體（即甜味受體細(xì)胞）細(xì)胞大量地產(chǎn)生一種被稱(chēng)作SEMA7A（Semaphorin7A）的分子。已知這兩種分子有助正確地建立神經(jīng)回路。

　　接下來(lái)，這些研究人員利用突變小鼠開(kāi)展測(cè)試，在這種突變小鼠中，檢測(cè)苦味的味覺(jué)受體細(xì)胞缺乏SEMA3A。大多數(shù)神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元通常與檢測(cè)苦味的味覺(jué)受體細(xì)胞建立連接。但是，在缺乏SEMA3A的情形下，之前的苦味神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元擴(kuò)大它們的技能，與其他類(lèi)型的味覺(jué)受體細(xì)胞建立連接。他們發(fā)現(xiàn)，將近一半的苦味神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元也對(duì)甜味、鮮味和咸味作出反應(yīng)。

　　更多的混亂發(fā)生了。當(dāng)小鼠經(jīng)過(guò)基因改造使得它們的甜味受體細(xì)胞和鮮味受體細(xì)胞（而不是期待的苦味受體細(xì)胞）表達(dá)苦味信號(hào)SEMA3A時(shí)，這些在正常條件下對(duì)苦味作出反應(yīng)的神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元如今也對(duì)甜味作出反應(yīng)。這些小鼠的行為反映了這種混亂。它們很難區(qū)分開(kāi)淡水和添加苦味化學(xué)物奎寧的水。

　　當(dāng)利用經(jīng)過(guò)基因改造讓檢測(cè)苦味的味覺(jué)受體細(xì)胞表達(dá)甜味信號(hào)SEMA7A時(shí)，這些研究人員也取得類(lèi)似的結(jié)果。通常對(duì)甜味作出反應(yīng)的神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元如今也開(kāi)始檢測(cè)苦味。

　　這些結(jié)果證實(shí)新生的味覺(jué)受體細(xì)胞中的特定化學(xué)信號(hào)能夠引導(dǎo)合適的神經(jīng)細(xì)胞靠近它們，從而建立導(dǎo)致合適的味覺(jué)產(chǎn)生的細(xì)胞連接。Zuker說(shuō)，“當(dāng)新的味覺(jué)受體細(xì)胞產(chǎn)生時(shí)，它們提供合適的指令來(lái)建立合適的連接。”

　　這些實(shí)驗(yàn)室在小鼠體內(nèi)開(kāi)展的，不過(guò)鑒于人類(lèi)和小鼠味覺(jué)系統(tǒng)存在著較高的類(lèi)似性，Lee猜測(cè)這些結(jié)果可能也適用于人體。通過(guò)揭示這種味覺(jué)系統(tǒng)如何持續(xù)地自我重建，這項(xiàng)研究可能導(dǎo)致人們更加深刻地理解這些味覺(jué)是如何組裝和建立連接的，以及它們的信息如何到達(dá)大腦。