Зорові білки опсини допомагають мухам відчути в їжі невеликі концентрації отруйної гіркоти.
Ми бачимо завдяки світлочутливим клітинам сітківки ока, у яких є спеціальні світлочутливі білки під назвою опсини. Під дією енергії світла опсини змінюють просторову форму, через що змінюється концентрація іонів по обидва боки клітинної мембрани. У темряві постійні потоки іонів пригнічують активність нейронів (а клітини сітківки - це нервові клітини); але коли опсини приймають світлові хвилі і змінюють форму, вони закривають деякі іонні канали, і нейрон отримує можливість згенерувати сигнал.
Опсинов існує дуже багато різновидів: різні їхні типи налаштовані на світлові хвилі різної довжини, крім того, вони відрізняються у різних організмів (свої опсини, наприклад, є у коралів, актиній і медуз). Але до пори до часу ніхто не думав, що опсини можуть робити щось ще, крім як відчувати світло - поки в 2011 році Крейг Монтелл (Craig Montell) і його колеги з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі не опублікували роботу, в якій говорилося, що опсини допомагають дрозофілам відчувати невеликі зміни температури в межах, коли температура ще комфортна для самих мух.
Минуло ще кілька років, і ось зараз в Current Biology вийшла нова стаття Монтелла і його співробітників, які стверджують, що опсини допомагають дрозофілам відчувати ще й смак. Дослідники вивчали смакові рецептори дрозофіл, діючи на них аристолоховою кислотою - токсичною і гіркою речовиною, яка міститься в деяких рослинах.
Високі концентрації кислоти включали смакові рецептори TRPA1, що викликали у комах огиду. Однак мухи явно відчували неприємну гіркоту і при низьких концентраціях аристолохової кислоти, яких було недостатньо, щоб подіяти на звичайні смакові рецептори. Коли дрозофілам пропонували просто солодкий розчин і солодкий розчин з домішкою гіркої речовини, мухи вибирали чистий цукор, без домішок.
Якщо у дрозофіл у смакових нейронах молекулярно-генетичними методами відключали гени опсинів - всі три типи, що у них є - то дрозофіли переставали відрізняти солодке від солодкого з гіркою домішкою, але продовжували відчувати великі концентрації гіркоти. Тобто вся справа була саме в світлочутливих білках. Подальші експерименти показали, що аристолохова кислота зв'язується з опсинами в тому ж місці, де з ними зв'язується ретиналь - альдегід вітаміну А, який ловить світлові хвилі і допомагає опсину змінити просторову форму, щоб дати клітині можливість згенерувати імпульс. Тобто опсини відчувають гіркоту без свого світлочутливого модуля, при цьому підсилюють «гіркий» сигнал, дозволяючи виявити гіркоту навіть у дуже невеликій концентрації.
Може бути, у світлочутливих білків є ще якісь вміння: може, вони здатні сприймати різні види гірких молекул, може, вони беруть участь і в інших смакових відчуттях, і т. д. - подальші дослідження покажуть, так це чи не так. Автори роботи вважають, що смакова функція була в опсинів еволюційно першою, оскільки відрізнити гірку отруту від безпечної їжі більш важливо, ніж відрізняти світло від темряви. Потім, коли живі організми стали складнішими і все ж виникла необхідність відрізняти світло від темряви, до цієї роботи вдалося пристосувати вже існуючий смаковий рецептор, забезпечивши його доданою молекулою-придатком для вловлювання світлових хвиль.