Ученые выяснили, что кофе, как обычный, так и декофеинизированный, повышает чувствительность к сладкому и понижает — к горькому. Те, кто пьет кофе ежедневно, еще хуже распознают горький вкус. Раньше считали, что эффект кофе на восприятие вкуса опосредует кофеин и что после горьких веществ чувствительность к сладкому, наоборот, становится ниже. Статья опубликована в журнале Food.
До того, как съесть пищу, мы оцениваем ее всеми органами чувств. Это помогает организму распознать испорченные продукты и сбалансировать питание. Например, горький вкус вызывает отторжение и уменьшает чувствительность к сладкому. Эволюционно это необходимо, чтобы избегать ядовитых веществ. Однако некоторые горькие продукты стали популярными в рационе людей. Самый яркий пример — кофе.
Кофе обладает отчетливо выраженным специфическим вкусом и запахом и может влиять на чувствительность к другим химическим раздражителям. Кофеин связывается с аденозиновыми рецепторами нейронов и может изменять восприятие вкуса. Он также блокирует один из рецепторов восприятия сладкого. Парфюмерные магазины, например, даже предлагают своим покупателям нюхать кофе, чтобы лучше различать ароматы, однако исследователи не смогли доказать влияние кофе на обоняние.
Александр Фьельстад (Alexander Fjaeldstad) и Энрике Фернандес (Henrique Fernandes) из Института вкуса Орхусского университета проверили, изменяет ли кофе вкусовую и обонятельную чувствительность. 156 участников проходили последовательно тестирование вкуса и обоняния: они пробовали или нюхали растворы разных концентраций, начиная с самой маленькой. Концентрация, при которой участнику удавалось различить вещество, считалась пороговой. Для проверки обоняния использовали раствор н-бутанола в пропиленгликоле, а 4 основных вкуса были представлены растворами сахара, лимонной кислоты, поваренной соли и хинина.
После теста добровольцы выпивали чашку эспрессо из капсул и через две минуты снова пробовали те же растворы. Треть участников пила декофеинизированный кофе.
Оба напитка (как с кофеином, так и без него) увеличили чувствительность к сладкому и снизили — к горькому (p < 0,001). Это значит, что участники распознавали низкие концентрации сахарного раствора, а почувствовать хинин им было сложнее. У людей, которые пьют кофе каждый день, чувствительность к горькому была еще ниже (p < 0,05). На обоняние и восприятие соленого и кислого кофе не повлиял.
Так как эффект был значительным и в отсутствие кофеина, авторы предполагают, что на чувствительность влияют общие вкусовые характеристики кофе. В работе оценивали кратковременный эффект напитка, и исследователи считают, что его влияние может изменяться со временем. Это объясняет и расхождение с предыдущими результатами, в которых горькие вещества (хинин и кофеин) снижали чувствительность к сладкому.
Мы писали об одном из исследований, в котором кофеин показал обратный эффект и снижал чувствительность к сладкому. Однако в той работе сам напиток был подслащен, а в качестве контроля использовали не воду, а хинин. Также вместо порога вкусовой чувствительности ученые определяли субъективную оценку силы вкуса с помощью опроса.
Алиса Бахарева
Но увеличиться в размерах им не удалось
Американские и бразильские исследователи представили результаты наблюдений за эволюцией клеток с синтезированным искусственно минимальным геномом. За две тысячи поколений они восстановили приспособляемость к внешним условиям, но не смогли увеличиться в размерах. Статья об этом опубликована в журнале Nature. В 2010 году сотрудники Института Дж. Крейга Вентера получили первую клетку с полностью искусственным геномом. Для этого они удалили собственную ДНК у бактерии Mycoplasma mycoides и заменили ее на несколько модифицированную, синтезированную в лаборатории. Она состояла примерно из миллиона пар азотистых оснований и содержала 901 ген. Клетка получила название JCVI-syn1.0. После этого исследовали задались целью выяснить, какой минимальный набор генов необходим клетке для самостоятельного выживания и размножения, и стали снабжать клетки все более урезанными геномами. О том, как это происходило, подробно рассказывает материал «Прожиточный минимум», вышедший в 2016 году, когда была создана версия JCVI-syn3.0 с минимальным геномом, который состоял всего из 473 генов. Этого оказалось недостаточно для устойчивого размножения и удобства экспериментов, и несколько генов пришлось добавить. Текущая версия JCVI-syn3B, о которой идет речь в новой работе, содержит 493 гена. На сегодняшний день это организм с наименьшим известным геномом, способный расти в чистой лабораторной культуре. Джей Ти Леннон (J. T. Lennon) из Университета Индианы с коллегами из Института Дж. Крейга Вентера и других научных центров Бразилии и США сравнили уровень накопления мутаций у организмов с минимальным и не минимальным геномами — JCVI-syn3B и JCVI-syn1.0. Чтобы минимизировать влияние естественного отбора, их предварительно акклиматизировали в стандартной жидкой питательной среде и последовательно выращивали несколько моноклональных популяций из одной забранной клетки. Оказалось, что среднее число мутаций на нуклеотид за поколение у них практически неразличимо: 3,25 × 10−8 против 3,13 × 10−8 (p = 0,667). Это наивысший уровень накопления мутаций, когда-либо зафиксированный у клеточных организмов, что соответствует имеющимся представлениям о том, что при меньшем геноме скорость мутаций выше (а у M. mycoides она высока изначально). Общее распределение мутаций по типам (инсерции, делеции, однонуклеотидные замены) также оказалось схожим (χ22 = 4,16; p = 0,125). Однако состав однонуклеотидных мутаций, которые составляли 88 процентов от общего количества, у JCVI-syn3B и JCVI-syn1.0 был разным. В обоих типах клеток замена гуанина или цитозина на аденин или тимин происходила значительно чаще, чем наоборот, однако степень этого неравновесия была разной: в 30 раз при не минимальном геноме и в 100 раз — при минимальном. Вероятно, это связано с отсутствием у последних гена ung, отвечающего за эксцизию неверно встроенного в ДНК урацила. Выяснив это, исследователи поставили эволюционный эксперимент, пронаблюдав за 2000 поколений в популяции из более чем 10 миллионов клеток. За такой период каждый нуклеотид их генома должен был мутировать более 250 раз, что создает неограниченное генетическое разнообразие для адаптации к среде. Таким образом, при прочих равных условиях потенциальная разница в путях естественном отборе между популяциями у JCVI-syn3B и JCVI-syn1.0 обусловлена только искусственным урезанием генома. Оказалось, что изначально она приводит к снижению максимальной скорости роста примерно наполовину. Однако этот показатель растет линейно со временем, и концу эксперимента приспособляемость клеток в двух группах практически сравнялась, а если оценивать ее относительно, то клетки с минимальным геномом эволюционировали на 39 процентов быстрее, и генетические паттерны эволюционных путей у них отличались. Наиболее выраженной особенностью JCVI-syn3B стало то, что в процессе эволюции их клетки не увеличивались в размерах, что обычно происходит при достатке питательных веществ (клетки JCVI-syn1.0 за это время увеличились в среднем на 85 процентов в диаметре и десятикратно в объеме). За это отвечали эпистатические эффекты мутаций в гене ftsZ прокариотического гомолога тубулина, который регулирует деление и морфологию клетки. Полученные результаты демонстрируют, что естественный отбор способен быстро повысить приспособляемость наипростейших автономно растущих организмов, причем минимизация генома открывает возможности вовлечения в эволюционный процесс ключевых генов, которые обычно эволюционируют медленно, пишут авторы работы. В 2022 году исследовательский проект LTEE представил результаты эволюционного эксперимента с 2000 поколений кишечных палочек с различными наборами исходных признаков. Оказалось, что, хотя генетическое разнообразие имеет существенное значение на ранних стадиях приспособления, основную роль в эволюционном процессе при бесполом размножении играют случайные мутации.