Percepcija ukusa je jedno od najvažnijih čula i pomaže nam da identifikujemo korisnu hranu i izbegnemo štetne supstance. Na primer, naša naklonost prema slatkoj i slanoj hrani proizilazi iz naše potrebe da konzumiramo ugljene hidrate i proteine. S obzirom na njihovu važnost kao evolucione osobine, istraživači širom sveta istražuju kako su receptori ukusa nastali i evoluirali tokom određenog vremenskog perioda. Sticanje ovih uvida u ponašanje organizama u ishrani može im pomoći da naslikaju sliku istorije života na Zemlji.
Jedan od važnih ukusa u našoj paleti ukusa je umami, ili slani ukus, koji je povezan sa proteinima koji čine vitalni deo ishrane mnogih organizama. Receptor ukusa tipa 1 (T1R) otkriva slatke i umami ukuse među sisarima. Ovaj receptor ukusa je kodiran od strane TAS1R, porodice gena, uključujući TAS1R1, TAS1R2 i TAS1R3, i potiče od zajedničkog pretka koštanih kičmenjaka.
Međutim, ovaj genski obrazac nije primećen kod koelakanta i hrskavičnih riba, gde su identifikovani „taksonomski nepostavljeni“ TAS1R geni, što sugeriše nepotpuno razumevanje evolucione istorije receptora ukusa.
Sada je, međutim, istraživački tim na čelu sa vanrednim profesorom Hidenori Nishiharom sa Univerziteta Kindai i profesorom Ioshiro Ishimaru sa Univerziteta Meiji u Japanu, identifikovao pet novih, ranije neotkrivenih grupa u porodici TAS1R. Ovo otkriće je rezultat istraživanja kičmenjaka sa čeljustima u celom genomu uključujući sve glavne grupe riba.
Studija, objavljena u Nature Ecologi & Evolution 13. decembra 2023., uključuje doprinose višeg docenta Jasuke Tode sa Univerziteta Meiji, profesora Masatake Okabea sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Jikei, profesora Shigehiro Kurakua sa Nacionalnog instituta za genetiku i Vanredni profesor na projektu Shinji Okada sa Univerziteta u Tokiju.
„Naša studija je otkrila da je u poređenju sa većinom modernih kičmenjaka, predak kičmenjaka posedovao više T1R. Ovi nalazi osporavaju paradigmu da su samo tri člana porodice T1R zadržana tokom evolucije“, kaže prof. Nišihara.
Novi geni receptora ukusa, koji su istraživači nazvali TAS1R4, TAS1R5, TAS1R6, TAS1R7 i TAS1R8, kategorisani su na osnovu njihove distribucije među vrstama sa zajedničkim pretkom. Istraživači su otkrili da su geni TAS1R4 prisutni kod guštera, aksolotla, plućnjaka, celakanta, bichira i hrskavičnih riba, ali ih nema kod sisara, ptica, krokodila, kornjača i teleostnih riba. Pored toga, otkriveno je da aksolotl, plućne ribe i celakant imaju TAS1R5.
Istraživači su primetili blisku evolucionu vezu između TAS1R5, TAS1R1 i TAS1R2, što ukazuje na zajedničko poreklo između ovih gena. Hrskavične ribe poseduju isključivo TAS1R6. Posebno, istraživači su otkrili da je TAS1R6 evoluirao iz istog gena predaka koji je doveo do gena TAS1R1, TAS1R2 i TAS1R5. Dok aksolotl i gušteri poseduju TAS1R7, bičir i plućnjake poseduju TAS1R8. Istraživači su utvrdili da ova dva gena potiču od zajedničkog pretka čeljusti kičmenjaka.
Pored ovih novih gena, studija je otkrila raznolikost u postojećim TAS1R genima. Na primer, otkrili su da se TAS1R3 koštanih kičmenjaka može podeliti na TAS1R3A i TAS1R3B. TAS1R3A je bio prisutan u tetrapodima i plućnim ribama, dok je TAS1R3B identifikovan kod vodozemaca, plućnjaka, celakanta i riba sa zračnim perajima. Pored toga, istraživanje genoma otkrilo je da se TAS1R2 diverzifikovao u dve različite grupe (TAS1R2A i TAS1R2B), dovodeći u pitanje konvencionalnu ideju da TAS1R2 čini jednu grupu gena.
„Otkrili smo da se filogenetsko stablo TAS1R sastoji od ukupno 11 TAS1R klada, otkrivajući neočekivanu raznolikost gena“, dodaje prof. Nišihara.
Nalazi takođe sugerišu da se prvi gen TAS1R pojavio kod kičmenjaka sa čeljustima pre oko 615–473 miliona godina. Gen je zatim prošao kroz nekoliko duplikacija da bi proizveo devet gena receptora ukusa (TAS1R1,2A, 2B, 3A, 3B, 4, 5, 7 i 8) u zajedničkom pretku koštanih kičmenjaka. Tokom vremena, neki od ovih gena su izgubljeni u različitim linijama, pri čemu su sisari i teleosti zadržali samo tri TAS1R (TAS1R1, TAS1R2A i TAS1R3A kod sisara).
Pored rasvetljavanja istorije evolucije, nalazi imaju i praktičnu primenu. Objašnjavajući nam ovo, prof. Nishihara kaže: „Ova otkrića nam olakšavaju da zaključimo preferencije ukusa različitih kičmenjaka. Ovo, zauzvrat, može imati potencijalne primene kao što je razvoj hrane za kućne ljubimce i atraktanata prilagođenih preferencijama ribe, vodozemci i gmizavci.“
