互动科普

要制造出健康的精子，小鼠必须具有一种和精子风马牛不相及的基因：一种使味觉正常的基因。你可能会为此目瞪口呆，其实，这也不算太出乎意料。过去十年，生物学家发现，原本认为仅位于嘴巴和鼻子的味觉和嗅觉受体，遍及整个身体，在大脑、 肠道、 肾脏和其他部位均有分布。《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences USA，PNAS）在今年7月发表的一项针对精子的研究表明，味觉和嗅觉受体在这些地方有何种功能，目前仍无定论。

这项研究源于几年前一项实验的偶然发现。美国莫奈尔化学感官中心（Monell Chemical Senses Center）的一位味觉研究人员贝德里奇·莫森格（Bedrich Mosinger）准备培育一种小鼠，让其同时缺少感知甜味和鲜味的两种蛋白质。他让分别缺少其中一种蛋白质的小鼠进行交配，希望后代中至少能有一部分同时缺少两种蛋白质。然而，小鼠一次又一次产仔，他想得到的小鼠一只也没有出现。

疑惑不解的莫森格和同事发现，问题出在雄性小鼠上，因为经证实，雌性可以把缺少感知蛋白的遗传物质传给后代，而雄性却不行。“这既不可思议，也引人关注，”他说。为了研究味觉相关基因是如何影响精子的，研究人员首先培育了缺少一种味觉基因的小鼠，然后给其中的雄性小鼠服用药物，抑制另外一个基因的表达。最后，他们观察小鼠的精子，看到了一片混乱：精子头部弯曲而且经常过大，尾部纠结缠绕。研究人员不明白，为什么限制两个味觉基因的表达，就把制造精子的机器给弄坏了。

早前，科学家已经知道，可能是为了感知卵子释放的化学物质，精子有苦味受体和嗅觉受体。但华盛顿大学圣路易斯分校的耶胡达·本沙哈尔（Yehuda Ben-Shahar）认为，嗅觉蛋白可能在精子的发育中发挥作用，是一种新的设想。通常，“细胞成熟后，这些味觉和嗅觉感受器才开始和外界环境发生相互作用，”他说，“嗅觉基因竟然可以影响精子的生长，就我所知，这是此类基因在生物系统中起作用的最早案例。”

这两个基因究竟是如何控制精子发育的，答案依然没有找到。在身体其他部位，研究人员发现，味觉和嗅觉受体能感知毒素、接收来自肠道细菌的信息或是抵御病原体。今年年初，在化学感应学协会（Association for Chemoreception Sciences）的一次会议上，本沙哈尔甚至举办了一次专题讨论会，专门讨论这些在意想不到地方出现的感觉受体。近年来此类发现不断涌现，似乎在提醒人们，即使是那些功能早已是板上钉钉的基因，也可能另有功用。本沙哈尔说：“当我们定义基因功能的时候，实际上用的是一种非常狭隘的生物学视角。很有可能，那些所谓有‘特定功能’的分子，经过我们努力探寻，在其他环境下会另有功用。”