ソルト・リコリスが6番目の味覚の存在を示唆する
甘味、塩味、酸味、苦味、うま味に加えて、舌は6番目の基本的な味として塩化アンモニウムも検出する可能性があるようだ、という米国南カリフォルニア大学からの研究報告。
池田菊苗は、1900 年代初頭に、甘味、酸味、塩味、苦味に加えて、うま味を基本的な味として初めて提案した。約80年後、科学界は正式に彼の意見に同意した。
今回、USC ドーンサイフ文学芸術科学大学の研究者が率いる研究チームは、6 番目の基本的な味の証拠を入手したという。
『Nature Communications』にに掲載された研究で 、神経科学者 エミリー・リーマン 博士と彼女のチームは、舌が酸味を知らせるのと同じタンパク質受容体を介して塩化アンモニウムに反応することを発見した。
「スカンジナビアに住んでいる人なら、この味に馴染みがあり、好むかもしれません」とリーマン教授は語っている。北欧の一部の国では、 少なくとも 20 世紀初頭からソルト・リコリス（塩甘草、サルミアッキ）が人気のキャンディーになっている。このおやつの成分には、塩化アンモニウムが含まれている。
舌が塩化アンモニウムに強く反応することは何十年も前から認識されていた。しかし、広範な研究にもかかわらず、舌に反応する特定の舌受容体は依然として解明されていなかったという。
近年、リーマン教授らは 酸味の検出に関与するタンパク質を発見した。OTOP1と呼ばれるそのタンパク質は細胞膜内に位置し、細胞内に移動する水素イオンチャネルを形成している。
水素イオンは酸の重要な成分であり、グルメなら誰でも知っているように、舌は酸を酸っぱいと感じる。レモネード（クエン酸とアスコルビン酸が豊富）、酢（酢酸）、その他の酸性食品が舌に触れたときにピリッとした酸味を与えるのはこのためである。これらの酸性物質からの水素イオンは、OTOP1チャネルを介して味覚受容細胞に移動する。
塩化アンモニウムは細胞内の酸、つまり水素イオンの濃度に影響を与える可能性があるため、研究チームはそれが何らかの形でOTOP1を引き起こすことができるのではないかと考えた。
この疑問に答えるために、研究チームは実験室で培養したヒト細胞にOtop1遺伝子を導入し、細胞がOTOP1受容体タンパク質を産生できるようにした。次に、細胞を酸または塩化アンモニウムに曝露し、反応を測定した。
「塩化アンモニウムがOTOP1チャネルの非常に強力な活性化剤であることが分かりました」とリーマン教授は語っている。「酸と同等かそれ以上に活性化します。」
塩化アンモニウムは少量のアンモニアを放出し、これが細胞内を移動して pH を上昇させ、アルカリ性を高める、つまり、水素イオンが減少する。
「この pH の違いにより、OTOP1 チャネルを介したプロトンの流入が促進されます」と筆頭著者である ジユ・リャン氏は説明する。
その結果が実験室の成果物以上のものであることを確認するために、研究チームは、神経が信号を伝達する仕組みをシミュレートして、電気伝導率を測定する技術に目を向けた。正常なマウスと、研究室が以前に OTOP1を産生しないように遺伝子操作したマウスの味蕾細胞を用いて、塩化アンモニウムが導入されたときに味細胞が活動電位と呼ばれる電気応答をどの程度生成するかを測定した。
野生型マウスの味蕾細胞は、塩化アンモニウムを添加すると活動電位の急激な増加を示したが、OTOP1を欠損したマウスの味蕾細胞は塩に反応しなかった。これは、OTOP1が塩に反応し、味蕾細胞で電気信号を生成するという彼らの仮説を裏付けるものだった。
研究チームの別のメンバーであるコートニー・ウィルソンが、味覚細胞を支配する神経からの信号を記録したときも同様だった。彼女は、正常なマウスでは塩化アンモニウムの添加に神経が反応するが、OTOP1を欠くマウスでは反応しないことを観察した。
次に研究チームはさらに一歩進んで、普通の水か塩化アンモニウムを混ぜた水を飲むかの選択を与えられたときにマウスがどのように反応するかを調べた。これらの実験では、塩化アンモニウムの味にも寄与する苦味細胞を無効にした。機能的なOTOP1タンパク質を持つマウスは、塩化アンモニウムの味に魅力を感じず、その溶液を飲まなかったが、一方、OTOP1タンパク質を欠くマウスは、非常に高濃度であってもアルカリ性塩を気にしなかった。
「これが本当に決め手だった」とリーマン教授は言う。「これは、OTOP1チャネルがアンモニウムに対する行動反応に不可欠であることを示しています。」
研究者らは、他の動物もアンモニウムに敏感で、OTOP1チャネルを使用してアンモニウムを検出するのではないかと考えた。彼らは、一部の種のOTOP1チャネルが他の種よりも塩化アンモニウムに対して感受性が高いようであることを発見した。そして、ヒトのOTOP1チャネルも塩化アンモニウムに感受性があることを確認した。
塩化アンモニウムを味わう利点は何だろうか？ また、塩化アンモニウムが進化的にそれほど保存されているのはなぜなのだろうか？
リーマン教授は、塩化アンモニウムを味わう能力は、生物が高濃度のアンモニウムを含む有害な生物学的物質の摂取を避けるために進化したのではないかと推測している。
「アンモニウムは廃棄物（肥料を思い浮かべてください）に含まれており、ある程度の毒性があります」と彼女は説明する。「ですから、アンモニウムを検出するために味覚機構を進化させたのは当然です。ニワトリのOTOP1はゼブラフィッシュよりもアンモニアに対してはるかに敏感です。」
リーマン教授は、これらの変動はさまざまな動物の生態的ニッチの違いを反映しているのではないかと推測している。「魚は水中ではほとんどアンモニウムに遭遇しないでしょうが、鶏小屋には避けて食べるべきではないアンモニウムが大量に存在しています。」
とはいえ、リーマン教授は、これは非常に初期の研究であり、アンモニウムに対する感受性の種の違いや、一部の種のOTOP1チャネルがアンモニウムに対して感受性が高く、一部の種では感受性が低い理由を理解するにはさらなる研究が必要であると警告している。
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-41637-4