Sensation gustative alcaline à travers le canal chlorure alcaliphile chez la drosophile

Jun 18, 2023

Nature Metabolism volume 5, pages 466–480 (2023)Citer cet article

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Le sens du goût est une sentinelle importante régissant ce qui doit ou ne doit pas être ingéré par un animal, la sensation de pH élevé jouant un rôle essentiel dans la sélection des aliments. Ici, nous explorons les identités moléculaires des récepteurs du goût détectant le pH basique des aliments en utilisant Drosophila melanogaster comme modèle. Nous identifions un canal chlorure appelé alcaliphile (Alka), qui est à la fois nécessaire et suffisant pour les réponses gustatives aversives aux aliments de base. Alka forme un canal chlorure à pH élevé et est spécifiquement exprimé dans un sous-ensemble de neurones récepteurs gustatifs (GRN). L'activation optogénétique des GRN exprimant alka est suffisante pour supprimer les réponses alimentaires attractives au saccharose. Inversement, l'inactivation de ces GRN entraîne de graves altérations de l'aversion au pH élevé. Dans l'ensemble, notre découverte d'Alka en tant que récepteur du goût alcalin jette les bases de recherches futures sur la sensation de goût alcalin chez d'autres animaux.

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Yarmolinsky, DA, Zuker, CS & Ryba, NJ Bon sens sur le goût : des mammifères aux insectes. Cellule 139, 234-244 (2009).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liman, ER, Zhang, YV & Montell, C. Codage périphérique du goût. Neurone 81, 984–1000 (2014).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kiwull-Schone, H., Kiwull, P., Manz, F. & Kalhoff, H. Composition des aliments et équilibre acido-basique : épuisement alimentaire des alcalis et charge acide chez les herbivores. J. Nutr. 138, 431S–434S (2008).

Article PubMed Google Scholar

Huang, AL et al. Les cellules et la logique pour la détection du goût aigre des mammifères. Nature 442, 934–938 (2006).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tu, YH et al. Une famille de gènes conservée au cours de l'évolution code pour des canaux ioniques sélectifs pour les protons. Sciences 359, 1047-1050 (2018).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mi, T., Mack, JO, Lee, CM et Zhang, YV Base moléculaire et cellulaire de la sensation de goût acide chez la drosophile. Nat. Commun. 12, 3730 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kloehn, NW & Brogden, WJ Le goût alcalin ; une comparaison des seuils absolus pour l'hydroxyde de sodium sur la pointe et les surfaces médio-dorsales de la langue. Suis. J. Psychol. 61, 90–93 (1948).

Article CAS PubMed Google Scholar

Liljestrand, G. & Zotterman, Y. Le goût alcalin. Acta Physiol. Scannez. 35, 380–389 (1956).

Article CAS PubMed Google Scholar

Paje, F. & Mossakowski, D. Préférences de pH et sélection de l'habitat chez les carabes. Oecology 64, 41–46 (1984).

Article CAS PubMed Google Scholar

Milius, M. et al. Une nouvelle méthode d'identification électrophysiologique des cellules réceptrices du pH antennaire chez les carabes : l'exemple de Pterostichus aethiops (Panzer, 1796) (Coleoptera, Carabidae). J. Insect Physiol. 52, 960–967 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Clyne, PJ, Warr, CG & Carlson, JR Récepteurs gustatifs candidats chez la drosophile. Sciences 287, 1830–1834 (2000).

Article CAS PubMed Google Scholar

Dahanukar, A., Foster, K., van der Goes van Naters, WM & Carlson, JR Un récepteur Gr est nécessaire pour la réponse au sucre tréhalose dans les neurones gustatifs de la drosophile. Nat. Neurosci. 4, 1182-1186 (2001).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wang, Z., Singhvi, A., Kong, P. & Scott, K. Représentations du goût dans le cerveau de la drosophile. Cellule 117, 981–991 (2004).

Article CAS PubMed Google Scholar

Slone, J., Daniels, J. & Amrein, H. Récepteurs de sucre chez la drosophile. Courant. Biol. 17, 1809-1816 (2007).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jiao, Y., Moon, SJ et Montell, C. Un récepteur gustatif de Drosophila requis pour les réponses au saccharose, au glucose et au maltose identifié par le marquage de l'ARNm. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 104, 14110–14115 (2007).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, YV, Ni, J. & Montell, C. La base moléculaire du codage attrayant du goût salé chez la drosophile. Sciences 340, 1334-1338 (2013).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jaeger, AH et al. Un code périphérique complexe pour le goût salé chez la drosophile. eLife 7, e37167 (2018).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Dweck, HKM, Talross, GJS, Luo, Y., Ebrahim, SAM et Carlson, JR Ir56b est un récepteur ionotropique atypique qui sous-tend la réponse saline appétitive chez la drosophile. Courant. Biol. 32, 1776-1787 (2022).

Article CAS PubMed Google Scholar

Rimal, S. et al. Mécanisme de répulsion gustative de l'acide acétique chez la drosophile. Cell Rep. 26, 1432–1442 (2019).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ganguly, A. et al. Exigence d'une protéine de type otopétrine pour le goût acide chez la drosophile. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 118, e2110641118 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sanchez-Alcaniz, JA et al. Un atlas d'expression des récepteurs ionotropiques variants du glutamate identifie une base moléculaire de la détection de la carbonatation. Nat. Commun. 9, 4252 (2018).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Shim, J. et al. Le répertoire complet des récepteurs gustatifs de Drosophila pour la détection d'un composé aversif. Nat. Commun. 6, 8867 (2015).

Article CAS PubMed Google Scholar

Sung, HY et al. Hétérogénéité dans les complexes récepteurs gustatifs de Drosophila qui détectent les composés aversifs. Nat. Commun. 8, 1484 (2017).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Montell, C. Récepteurs sensoriels de la drosophile - un ensemble de couteaux suisses moléculaires. Génétique 217, 1–34 (2021).

Ahn, JE, Chen, Y. & Amrein, H. Base moléculaire du goût des acides gras chez la drosophile. eLife 6, e30115 (2017).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Brown, EB et al. Les réponses des acides gras dépendantes de Ir56d chez la drosophile révèlent une discrimination gustative entre différentes classes d'acides gras. eLife 10, e67878 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Luo, R. et al. Base moléculaire et régulation homéostatique du goût du zinc. Cellule protéique 13, 462–469 (2022).

Article PubMed Google Scholar

Lee, Y., Poudel, S., Kim, Y., Thakur, D. & Montell, C. Évitement du goût du calcium chez la drosophile. Neurone 97, 67–74 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wisotsky, Z., Medina, A., Freeman, E. & Dahanukar, A. Les différences évolutives dans les préférences alimentaires reposent sur Gr64e, un récepteur du glycérol. Nat. Neurosci. 14, 1534-1541 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Freeman, EG & Dahanukar, A. Neurobiologie moléculaire du goût de la drosophile. Courant. Avis. Neurobiol. 34, 140-148 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Scott, K. et al. Une famille de gènes chimiosensoriels codant pour des récepteurs gustatifs et olfactifs candidats chez la drosophile. Cellule 104, 661–673 (2001).

Article CAS PubMed Google Scholar

Benton, R., Vannice, KS, Gomez-Diaz, C. & Vosshall, LB Récepteurs de glutamate ionotropes variants en tant que récepteurs chimiosensoriels chez la drosophile. Cellule 136, 149-162 (2009).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Venkatachalam, K. & Montell, C. Canaux TRP. Annu Rev. Biochem. 76, 387–417 (2007).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, J. et al. Sensation aigre de la langue au cerveau. Cellule 179, 392-402 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lynch, JW Structure moléculaire et fonction du canal chlorure du récepteur de la glycine. Physiol. Rév. 84, 1051–1095 (2004).

Article CAS PubMed Google Scholar

Remnant, EJ et al. Évolution, expression et fonction des canaux chlorure non neuronaux ligand-dépendants chez Drosophila melanogaster. G3 6, 2003–2012 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Knipple, DC & Soderlund, DM La famille des gènes des canaux chlorure ligand-dépendants de Drosophila melanogaster. Pestique. Biochimie. Physiol. 97, 140-148 (2010).

Article CAS Google Scholar

Ffrench-Constant, RH, Mortlock, DP, Shaffer, CD, MacIntyre, RJ & Roush, RT. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 88, 7209–7213 (1991).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Henderson, JE, Soderlund, DM & Knipple, DC Caractérisation d'un gène putatif de la sous-unité β du récepteur de l'acide γ-aminobutyrique (GABA) de Drosophila melanogaster. Biochimie. Biophys. Rés. Commun. 193, 474–482 (1993).

Article CAS PubMed Google Scholar

Harvey, RJ et al. Séquence d'un polypeptide de canal ionique ligand-dépendant de Drosophila avec un domaine extracellulaire amino-terminal inhabituel. J. Neurochem. 62, 2480-2483 (1994).

Article CAS PubMed Google Scholar

Cully, DF, Paress, PS, Liu, KK, Schaeffer, JM & Arena, JP Identification d'un canal chlorure glutamate-dépendant de Drosophila melanogaster sensible à l'agent antiparasitaire avermectine. J. Biol. Chim. 271, 20187-20191 (1996).

Article CAS PubMed Google Scholar

Gengs, C. et al. La cible de la transmission synaptique des photorécepteurs de Drosophila est un canal chlorure dépendant de l'histamine codé par ort (hclA). J. Biol. Chim. 277, 42113–42120 (2002).

Article CAS PubMed Google Scholar

Gisselmann, G., Pusch, H., Hovemann, BT & Hatt, H. Deux ADNc codant pour les canaux ioniques activés par l'histamine chez D. melanogaster. Nat. Neurosci. 5, 11–12 (2002).

Article CAS PubMed Google Scholar

Schnizler, K. et al. Un nouveau canal chlorure chez Drosophila melanogaster est inhibé par les protons. J. Biol. Chim. 280, 16254–16262 (2005).

Article CAS PubMed Google Scholar

Feingold, D., Starc, T., O'Donnell, MJ, Nilson, L. & Dent, JA Le canal ionique orphelin pentamérique ligand-dépendant pHCl-2 est contrôlé par le pH et régule la sécrétion de liquide dans les tubules de Drosophila Malpighian. J. Exp. Biol. 219, 2629-2638 (2016).

Google Scholar PubMed

Redhai, S. et al. Un capteur de zinc intestinal régule la prise alimentaire et la croissance développementale. Nature 580, 263-268 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Frenkel, L. et al. L'organisation du comportement circadien repose sur la transmission glycinergique. Cell Rep. 19, 72–85 (2017).

Article CAS PubMed Google Scholar

Dambly-Chaudière, C. et al. Le gène de la boîte appariée pox neuro: un déterminant des organes sensoriels poly-innervés chez la drosophile. Cellule 69, 159-172 (1992).

Article CAS PubMed Google Scholar

Zhang, YV, Aikin, TJ, Li, Z. & Montell, C. La base de la sensation de texture des aliments chez la drosophile. Neurone 91, 863–877 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Stocker, RF L'organisation du système chimiosensoriel chez Drosophila melanogaster : une revue. Tissu cellulaire Res. 275, 3-26 (1994).

Article CAS PubMed Google Scholar

Shanbhag, SR, Park, SK, Pikielny, CW & Steinbrecht, RA Organes gustatifs de Drosophila melanogaster : structure fine et expression de la protéine putative de liaison aux odorants PBPRP2. Tissu cellulaire Res. 304, 423–437 (2001).

Article CAS PubMed Google Scholar

Dusek, M., Chapuis, G., Meyer, M. & Petricek, V. Le carbonate de sodium revisité. Acta Crystallogr. B 59, 337–352 (2003).

Article PubMed Google Scholar

Khanna, A. & Kurtzman, NA Alcalose métabolique. Respir. Soins 46, 354–365 (2001).

CAS PubMed Google Scholar

Lee, T. & Luo, L. Analyse de la mosaïque avec un marqueur cellulaire répressible pour les études de la fonction des gènes dans la morphogenèse neuronale. Neurone 22, 451–461 (1999).

Article CAS PubMed Google Scholar

Moon, SJ, Kottgen, M., Jiao, Y., Xu, H. & Montell, C. Un récepteur gustatif nécessaire à la réponse à la caféine in vivo. Courant. Biol. 16, 1812–1817 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Fujii, S. et al. Récepteurs de sucre de la drosophile dans la perception du goût sucré, l'olfaction et la détection interne des nutriments. Courant. Biol. 25, 621–627 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ganguly, A. et al. Un rôle dépendant du contexte moléculaire et cellulaire pour Ir76b dans la détection du goût des acides aminés. Cell Rep. 18, 737–750 (2017).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cameron, P., Hiroi, M., Ngai, J. & Scott, K. La base moléculaire du goût de l'eau chez la drosophile. Nature 465, 91–95.

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chen, Z., Wang, Q. et Wang, Z. Le canal épithélial Na + sensible à l'amiloride PPK28 est essentiel pour la réception gustative de l'eau chez la drosophile. J. Neurosci. 30, 6247–6252 (2010).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Thistle, R., Cameron, P., Ghorayshi, A., Dennison, L. et Scott, K. Les chimiorécepteurs de contact interviennent dans la répulsion homme-homme et l'attraction homme-femme pendant la parade nuptiale de la drosophile. Cellule 149, 1140-1151 (2012).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Betz, H. Récepteurs de la glycine : hétérogènes et répandus dans le cerveau des mammifères. Tendances Neurosci. 14, 458-461 (1991).

Article CAS PubMed Google Scholar

Duran, C., Thompson, CH, Xiao, Q. & Hartzell, HC Canaux chlorure : souvent énigmatiques, rarement prévisibles. Annu. Rév. Physiol. 72, 95-121 (2010).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Germann, AL et al. Activation et modulation des récepteurs recombinants de la glycine et GABAA par des analogues 4-halogénés du propofol. Br. J.Pharm. 173, 3110–3120 (2016).

Article CAS Google Scholar

Huang, X., Chen, H., Michelsen, K., Schneider, S. & Shaffer, PL Structure cristalline du récepteur de la glycine humaine-α3 lié à la strychnine antagoniste. Nature 526, 277-280 (2015).

Article CAS PubMed Google Scholar

Schmidt, T., Situ, AJ & Ulmer, TS Base structurelle et thermodynamique de la stabilisation du complexe transmembranaire induite par la proline. Sci. Rep. 6, 29809 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gödde, J. & Krefting, ER Ions dans la lymphe réceptrice des poils gustatifs labellaires de la mouche Protophormia terraenovae. J. Insect Physiol. 35, 107-111 (1989).

Article Google Scholar

Larsson, MC et al. Or83b code pour un récepteur odorant largement exprimé essentiel à l'olfaction de la drosophile. Neurone 43, 703–714 (2004).

Article CAS PubMed Google Scholar

Eliason, J., Afify, A., Potter, C. & Matsumura, I. Une collection GAL80 pour inhiber les transgènes GAL4 dans les neurones sensoriels olfactifs de Drosophila. G3 8, 3661–3668 (2018).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Klapoetke, NC et al. Excitation optique indépendante de populations neuronales distinctes. Nat. Méthodes 11, 338–346 (2014).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Umezaki, Y., Yasuyama, K., Nakagoshi, H. & Tomioka, K. Le blocage de la transmission synaptique avec la chaîne légère de la toxine tétanique révèle des modes de neurotransmission dans les neurones d'horloge circadienne PDF-positifs de Drosophila melanogaster. J. Insect Physiol. 57, 1290-1299 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Venken, KJ, Simpson, JH & Bellen, HJ Manipulation génétique des gènes et des cellules dans le système nerveux de la mouche des fruits. Neurone 72, 202-230 (2011).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Brand, AH & Perrimon, N. Expression génique ciblée comme moyen de modifier le destin cellulaire et de générer des phénotypes dominants. Développement 118, 401–415 (1993).

Article CAS PubMed Google Scholar

Adrogue, HE & Adrogue, HJ Physiologie acide-base. Respir. Soins 46, 328–341 (2001).

CAS PubMed Google Scholar

Murayama, T., Takayama, J., Fujiwara, M. & Maruyama, IN Détection de l'alcalinité environnementale médiée par la guanylyl cyclase transmembranaire GCY-14 chez C. elegans. Courant. Biol. 23, 1007-1012 (2013).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wang, X., Li, G., Liu, J., Liu, J. & Xu, XZ TMC-1 médie la sensation alcaline chez C. elegans par les neurones nociceptifs. Neurone 91, 146-154 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ye, X. & Randall, DJ L'effet du pH de l'eau sur les performances de nage de la truite arc-en-ciel (Salmo gairdneri, Richardson). Poisson Physiol. Biochimie. 9, 15-21 (1991).

Article CAS PubMed Google Scholar

St John, SJ & Boughter, JD Jr Réactivité orosensorielle et préférence pour les sels contenant de l'hydroxyde chez la souris. Chim. Sens 34, 487–498 (2009).

Massie, HR, Williams, TR & Colacicco, JR Changements de pH avec l'âge chez la drosophile et influence des tampons sur la longévité. Mech. Dév. 16, 221-231 (1981).

Article CAS PubMed Google Scholar

Shanbhag, S. & Tripathi, S. Ultrastructure épithéliale et mécanismes cellulaires du transport des acides et des bases dans l'intestin moyen de la drosophile. J. Exp. Biol. 212, 1731-1744 (2009).

Article CAS PubMed Google Scholar

Deshpande, SA et al. Le pH acide des aliments augmente l'appétence et la consommation et prolonge la durée de vie de la drosophile. J. Nutr. 145, 2789–2796 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, W. et al. Les bactéries symbiotiques atténuent la répulsion de la ponte de la drosophile en alcaline par acidification. Insect Sci. 28, 403–414 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Moon, SJ, Lee, Y., Jiao, Y. & Montell, C. Un récepteur gustatif de drosophile essentiel pour le goût aversif et inhibant la parade nuptiale entre hommes. Courant. Biol. 19, 1623–1627 (2009).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Koh, TW et al. Le clade Drosophila IR20a des récepteurs ionotropes sont des récepteurs candidats du goût et des phéromones. Neurone 83, 850–865 (2014).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Min, S., Ai, M., Shin, SA et Suh, GS Neurones olfactifs dédiés médiant le comportement d'attraction de l'ammoniac et des amines chez la drosophile. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 110, E1321–E1329 (2013).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, YV, Raghuwanshi, RP, Shen, WL & Montell, C. Désensibilisation gustative induite par l'expérience alimentaire modulée par le canal Drosophila TRPL. Nat. Neurosci. 16, 1468-1476 (2013).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kang, K. et al. L'analyse de Drosophila TRPA1 révèle une origine ancienne pour la nociception chimique humaine. Nature 464, 597–600 (2010).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kim, SH et al. Le canal TRPA1 de la drosophile assure l'évitement chimique dans les neurones récepteurs gustatifs. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 107, 8440–8445 (2010).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ullrich, F. et al. Identification des protéines TMEM206 en tant que pore des canaux chlorure sensibles à l'acide PAORAC/ASOR. eLife 8, e49187 (2019).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yang, J. et al. PAC, une protéine membranaire conservée au cours de l'évolution, est un canal chlorure activé par les protons. Sciences 364, 395–399 (2019).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nonaka, T. & Wong, DTW Diagnostic de la salive. Annu. Rév. Anal. Chim. 15, 107-121 (2022).

Article Google Scholar

Dibattista, M., Pifferi, S., Boccaccio, A., Menini, A. & Reisert, J. La longue histoire des canaux Cl (-) activés par le calcium dans la transduction olfactive. Canaux 11, 399–414 (2017).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Huang, W. et al. L'augmentation de la concentration intracellulaire de Cl(-) améliore la migration épithéliale des voies respiratoires en activant la voie RhoA/ROCK. Théranostic 10, 8528–8540 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zheng, Y. et al. Identification de deux nouvelles sous-unités de canal chlorure dépendant de l'histamine de Drosophila melanogaster exprimées dans l'œil. J. Biol. Chim. 277, 2000–2005 (2002).

Article CAS PubMed Google Scholar

Li, Q. & Montell, C. Mécanisme de préférence de texture alimentaire basé sur la granularité. Courant. Biol. 31, 1850–1861.e6 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chu, B., Chui, V., Mann, K. & Gordon, MD Le contrôle de gain présynaptique entraîne l'intégration du goût sucré et amer chez la drosophile. Courant. Biol. 24, 1978-1984 (2014).

Article CAS PubMed Google Scholar

Potter, CJ, Tasic, B., Russler, EV, Liang, L. & Luo, L. Le système Q : un système binaire répressible pour l'expression transgénique, le traçage de la lignée et l'analyse en mosaïque. Cellule 141, 536–548 (2010).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shearin, HK, Macdonald, IS, Spector, LP & Stowers, RS Hexameric GFP et mCherry reporters pour les systèmes de transcription Drosophila GAL4, Q et LexA. Génétique 196, 951–960 (2014).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Nous remercions S. Chan et P. Nguyen pour leurs contributions techniques à cette étude. Nous remercions également le Bloomington Drosophila Research Center pour les stocks de mouches et le Drosophila Genome Research Center pour les clones d'ADN. Nous apprécions les laboratoires de DR Reed, M. Hakan Ozdener et I. Matsumoto au Monell Chemical Senses Center pour le partage d'équipements et d'installations. Notre travail a été soutenu par les subventions R01 DC018592 (YVZ) et R01 DC007864 (CM) de l'Institut national sur la surdité et les autres troubles de la communication, la Fondation Ambrose Monell (YVZ) et le programme national clé de recherche et de développement du projet chinois 2018YFA0108001 (Z.- QT).

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Tingwei Mi, John O. Mack.

Monell Chemical Senses Center, Philadelphie, PA, États-Unis

Tingwei Mi, John O. Mack, Wyatt Koolmees, Quinn Lyon, Luke Yochimowitz, Peihua Jiang et Yali V. Zhang

State Key Laboratory of Stem Cell and Reproductive Biology, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine, Pékin, Chine

Zhao-Qian Teng

Département de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, Université de Californie, Santa Barbara, Californie, États-Unis

Craig Montell

Département de physiologie, The Diabetes Research Center, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphie, PA, États-Unis

Yali V.Zhang

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YVZ a conçu ce travail. TM, JOM, WK, QL et LY ont réalisé les expériences de génétique moléculaire et d'alimentation. TM et Z.-QT ont réalisé des analyses patch-clamp. WK, PJ, LY et YVZ ont effectué des tests d'immunohistochimie et d'enregistrement des pointes. TM, JOM, WK, CM et YVZ ont interprété les données et rédigé l'article. YVZ a supervisé le projet.

Correspondance à Yali V. Zhang.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Metabolism remercie les relecteurs anonymes pour leur contribution à la relecture par les pairs de ce travail. Rédacteur en chef de la manipulation principale : Ashley Castellanos-Jankiewicz, en collaboration avec l'équipe Nature Metabolism.

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

a, Nous avons testé un large éventail de candidats récepteurs et canaux ioniques, dont un échantillon représentatif est présenté dans le graphique à barres. Ceux-ci incluent la famille des récepteurs gustatifs (Gr), tels que Gr66a et Gr33a ; la famille des récepteurs ionotropes du glutamate (Ir), tels que Ir76b et Ir25a ; la famille des canaux ioniques à potentiel de récepteur transitoire (trp), tels que trpl et trpA1 ; la famille des otopétrines, comme l'otopla ; le canal transmembranaire (tmc) ; et des gènes aux fonctions inconnues, tels que CG12344. n = 10 essais. b, Réponses alimentaires aux aliments neutres par rapport aux aliments alcalins chez les mouches témoins et les mouches mutantes de la famille des mouches LGCC. n = 10 essais. Moyenne ± sem, ANOVA unidirectionnelle avec tests posthoc de Tukey, ****p < 0,0001.

Données source

a, Composition génomique des gènes alka de type sauvage et mutant, y compris les codons, exons et introns de début de traduction (ATG) et d'arrêt (*). Les flèches rouges indiquent les sites cibles de l'ARN guide (ARNg) (ARNg1 et ARNg2). Pour dépister le mutant alka1, nous avons conçu trois ensembles d'amorces, P1, P2 et P3, qui flanquaient les sites de ciblage de l'ARNg. b, analyses PCR de l'ADN génomique avec les amorces P1, P2 et P3 pour les mouches mutantes de type sauvage (wt) et alka1. c, La topologie prédite de la protéine Alka comprenant quatre segments transmembranaires. Le domaine TM2 (rouge) est prévu pour tapisser le pore du canal. Les extrémités N- et C-terminales de la protéine Alka résident du côté extracellulaire. Les flèches rouges montrent les régions protéiques supprimées dans le mutant alka1.

a, Analyses statistiques des fréquences des pointes produites par les sensilles de type L, I et S répondant à 10 mM de NaOH chez les mouches de type sauvage (wt). n = 11 mouches. Moyenne ± sem, ANOVA unidirectionnelle avec tests posthoc de Tukey, ****p < 0,0001. b, Pointes représentatives évoquées par 10 mM de NaCl (pH 7) à la sensille S6 pour les mouches mutantes wt et alka1. La flèche indique le début du stimulus. c, Analyses statistiques des fréquences de pointes produites par la sensille S6 en réponse à différentes concentrations de NaCl pour les mouches mutantes wt et alka1. n = 10 mouches. Moyenne ± sem, tests t de Student bilatéraux non appariés.

Données source

a–b, Expression de alka-gal4;UAS-mCD8::GFP au niveau du segment tarsien de la patte avant de la mouche. c, PERs aux solutions alcalines contenant 30 mM de saccharose et diverses concentrations de NaOH parmi les mouches de type sauvage (wt), alka1, alka1;Ir761 et de sauvetage. n = 12 essais. Moyenne ± sem, ANOVA bidirectionnelle avec tests posthoc de Tukey, **p = 0,0081, ****p < 0,0001. d, Expression d'alka-gal4;UAS-mCD8 ::GFP dans le palpe maxillaire. e, Expression d'alka-gal4;UAS-mCD8 ::GFP dans l'antenne. f, aucun signal anti-Alka évident n'a été détecté dans le cerveau wt adulte. g, Modèle de localisation relative entre les GRN exprimant ppk28 et les sensilles gustatives. Barres d'échelle : 10 μm (a–b, d–e, g), 50 μm (f).

Données source

Les identités de séquence protéique entre Alka et GlyRa1 chez d'autres espèces sont les suivantes : poisson zèbre, 30 % d'identité ; souris, 30 % d'identité ; humain, 30% d'identité. Les résidus d'acides aminés identiques sont marqués en rouge, tandis que les résidus d'acides aminés similaires parmi au moins trois espèces sont marqués en jaune et mis en évidence en gras. Les quatre régions transmembranaires (TM1-TM4) sont désignées par des barres noires au-dessus de leurs séquences d'acides aminés.

a, Localisation d'Alka dans les cellules HEK293 exprimant Alka qui est fusionnée en N-terminal avec une étiquette Myc. Barre d'échelle : 5 μm. b, Configuration de la configuration d'enregistrement de patch-clamp de cellule entière. Nous avons utilisé une pipette stimulante (rouge) pour appliquer localement des solutions à pH élevé sur les cellules et une pipette patch (bleue) pour effectuer des enregistrements de cellules entières. c, relations courant-tension (IV) des cellules HEK293 exprimées par Alka, qui ont été provoquées par des rampes de tension de -80 mV à + 80 mV. La solution de bain contenait 150 mM de NaF, NaCl, NaBr ou NaI, et la solution intracellulaire contenait 150 mM de CsCl. d, Analyses statistiques des potentiels d'inversion des expériences en c. n = 11 cellules (NaF, NaBr ou NaI); n = 14 cellules (NaCl). Moyenne ± sem, ANOVA unidirectionnelle avec tests posthoc de Tukey, **p = 0,0012, ****p < 0,0001. e, perméabilité anionique relative d'Alka. n = 11 cellules (NaF, NaBr ou NaI); n = 14 cellules (NaCl). Moyenne ± sem, ANOVA unidirectionnelle avec les tests posthoc de Tukey, ***p = 0,0003. f, g, courants provenant de cellules exprimant Alka et de cellules témoins sans expression Alka répondant aux stimuli de solutions isosmotiques acides. n = 11 cellules. Moyenne ± sem, tests t de Student bilatéraux non appariés. h–k, courants évoqués par les cellules exprimant Alka et les cellules témoins sans expression d'Alka en réponse aux stimuli de la glycine (0,001–1 mM) (h,i) ou du GABA (0,001–1 mM) (j,k). n = 11 cellules. Moyenne ± sem, tests t de Student bilatéraux non appariés. Les cellules ont été fixées à -70 mV. Les flèches indiquent le début du stimulus.

Données source

a, Pointes évoquées par les sensilles L7 répondant à des stimuli à pH élevé chez les mouches alka1; Gr64f-Gal4 ou alka1;UAS-alka. b, Analyses statistiques des fréquences de pointe pour les mouches alka1;UAS-alka et alka1;Gr64f-Gal4. n = 11 mouches. Moyenne ± sem, tests t de Student bilatéraux non appariés. c, Pointes produites par les sensilles L7 répondant à 50 mM de saccharose dans les mouches alka1;Gr64f-Gal4/UAS-alka ou alka1;Gr64f-Gal4/UAS-alkaP276A. d, Analyses statistiques des fréquences de pointe pour les mouches alka1;Gr64f-Gal4/UAS-alka et alka1;Gr64f-Gal4/UAS-alkaP276A. n = 11 mouches. Moyenne ± sem, tests t de Student bilatéraux non appariés. Les flèches indiquent le début du stimulus.

Données source

a–b, Expression de alka-Gal4,UAS-mCD8::GFP;Orco-Gal80 dans l'antenne (a) et le palpe maxillaire (b). c, Expression de alka-Gal4,UAS-mCD8 ::GFP;Orco-Gal80 dans le labelle. d, projections GRN dans le cerveau de la mouche alka-Gal4,UAS-mCD8 ::GFP;Orco-Gal80. ZES, zone sous-oesophagienne ; AL, lobe antennaire. Barres d'échelle : 10 μm (a–c), 50 μm (d).

a–b, expression de la GFP dans le labelle de Gr66a-Gal4,UAS-GFP;LexAop-Gal80 (a) ou Gr66a-Gal4,UAS-GFP;Gr66a-lexA,LexAop-Gal80 (b). Barre d'échelle : 10 μm. c, Localisation relative entre les GRN exprimant les alkas et les sensilles gustatives de type S dans le labelle de la mouche alka-Gal4,UAS-GFP;Gr66a-lexA,LexAop-Gal80. Barre d'échelle : 10 μm. d, PERs aux aliments sucrés (50 mM de saccharose), aux aliments alcalins (10 mM de NaOH mélangés à 30 mM de saccharose) et aux aliments amers (10 mM de caféine mélangés à 30 mM de saccharose) pour l'alka-TNT (alka-Gal4, UAS-TNT ), alka-TNT;Orco-Gal80 (alka-Gal4,UAS-TNT;Orco-Gal80), alka-TNT;Gr66a-Gal80(alka-Gal4,UAS-TNT;Gr66a-lexA,LexAop-Gal80), Gr66a- TNT (Gr66a-Gal4, UAS-TNT), Gr66a-TNT ; Gr66a-Gal80 (Gr66a-Gal4, UAS-TNT ; Gr66a-lexA, LexAop-Gal80), ppk23-TNT (ppk23-Gal4, UAS-TNT), ppk28 -TNT (ppk28-Gal4,UAS-TNT) et mouches de type sauvage (wt). n = 11 essais. Moyenne ± sem, ANOVA unidirectionnelle avec tests posthoc de Tukey, ****p < 0,0001.

Données source

Sections supplémentaires 1 (Anticorps), 2 (Génétique moléculaire) et 3 (Titres vidéo des données étendues).

La mouche témoin alka-Gal4 montrant une alimentation persistante en saccharose (500 mM) en présence et en l'absence d'un stimulus de lumière rouge intense (2 000 lux).

La mouche alka-Gal4,UAS-CsChrimson;Orco-Gal80 présente une alimentation normale de saccharose (500 mM) en l'absence de lumière rouge mais un arrêt de l'alimentation en réponse à un stimulus de lumière rouge modéré (1 200 lux).

Données sources statistiques.

Données sources statistiques.

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Réimpressions et autorisations

Mi, T., Mack, JO, Koolmees, W. et al. Sensation gustative alcaline à travers le canal chlorure alcaliphile chez la drosophile. Nat Metab 5, 466–480 (2023). https://doi.org/10.1038/s42255-023-00765-3

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Reçu : 15 août 2022

Accepté : 09 février 2023

Publié: 20 mars 2023

Date d'émission : Mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s42255-023-00765-3

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