失去味覺的精子

要製造健康的精子，小鼠必須擁有看似完全不相關的味覺基因。這其實沒有想像中那麼怪異。從前認為味覺和嗅覺受體只存在於嘴和鼻子裡，過去10年來，生物學家發現腦部、腸道、腎臟和身體其他地方也有。如同發表在今年7月《美國國家科學院學報》的精子研究指出，製造感覺受體的基因在這些部位的功能仍是個謎。

這個意外的發現起源於幾年前的一項實驗，那時美國費城莫耐爾化學感官中心的味覺研究人員莫辛格（Bedrich Mosinger），試圖培育缺少甜味和旨味（鮮味）兩種感覺蛋白質的小鼠。他讓各缺少一種蛋白質的小鼠交配，預期至少有一些後代會同時失去兩者。然而，在第三代的小鼠裡，完全沒有同時缺少兩種蛋白質的小鼠。

莫辛格和同事感到迷惑，他們探究這個問題，發現雌鼠可以把導致個體缺少感覺蛋白質的遺傳物質傳給後代，而雄鼠卻做不到。他說：「這非常奇怪且驚人。」為了探討這些味覺相關基因對精子的影響，研究人員先改造雄鼠使牠們缺少一個能製造其中一種感覺蛋白質的基因，接著餵食牠們會關閉第二個基因的藥物。最後，他們檢視雄鼠的精子，發現其中一團亂：精子的頭部不但彎曲而且時常過大，尾巴也糾結在一起。研究人員關閉兩個味覺基因以後，不知何故也毀損了製造精子的「設備」。

過去已證實精子有苦味受體和嗅覺受體，很可能是為了接收卵釋放的化學物質。不過聖路易華盛頓大學的班夏哈（Yehuda Ben-Shahar）表示，這些蛋白質會影響精子的發育，這個概念則是全新的。他表示，其他發現含有這些味覺和嗅覺受體的細胞和器官，通常是「成熟細胞」，而且這些蛋白質會與環境互動。他說：「這是我過去最早學到有關此類基因在生物系統裡的功能。」

這兩種味覺基因如何控制精子發育仍是個謎。研究人員發現，味覺和嗅覺受體在身體其他部位會幫助偵測毒素，接受腸道細菌的訊號或者阻擋病菌。今年初，班夏哈在美國化學感受科學協會的會議上，甚至主持了一場研討會，專門探討出現在意想不到之處的感覺受體。

最近不斷增加的新發現提醒我們，即使是生物學家過去相當確定其功能的基因，很可能也有其他未知功能。班夏哈表示：「當我們把某些基因歸類於某些功能時，用的是非常狹義的生物學觀點。如果我們夠仔細鑽研，也許會發現所有我們認定有特定功能的基因，其實在不同情況下會有不同作用。」

【全文未完，完整內容請見《科學人》第141期（2013年11月號）；版權所有，轉載請註明出處。】