本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
有時候，有趣的故事真的能展現人體的奇妙。由於感覺皮層的重疊，你可以在腳上觸發高潮。 參與嗜睡症的受體也與你的食量有關。而敲除調節味覺的受體...會導致不育？誰知道呢？
（論文中的圖2A）
Mosinger 等人。“睪丸表達的味覺基因的遺傳缺失或藥物阻斷導致男性不育”，PNAS，2013。
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讓我們從味覺開始。我們之所以能品嚐到味道，是因為食物中的化學物質會與我們舌頭上的受體結合。這些受體分別對應甜、鹹、苦、酸和鮮味（通常可以認為是“美味”）。現在，一個受體不僅僅是一個單一的蛋白質，它實際上是多個蛋白質亞基協同工作來實現功能的。例如，受體亞基 TAS1R3 是一個可以發揮兩種不同味覺作用的亞基。當與另一個亞基結合時，它有助於感知甜味（如糖精），而當與另一個亞基結合時，它有助於你品嚐鮮味（如味精，這絕對是鮮味）。如果你去除了 TAS1R3 的基因，最終你會得到一種不太能檢測到甜味或鮮味的動物。
這篇論文還介紹了另一個亞基，GNAT3。GNAT3 不像甜味或苦味那樣具有特異性，而是在“基本味覺”中發揮作用。但是，這兩個蛋白質亞基不僅僅在舌頭和胃腸道中表達。它們在身體的其他部位也有表達...尤其是在睪丸中。
但是，睪丸的作用是偶然發現的。起初，該研究的作者試圖研究當 TAS1R3 和 GNAT3 都缺失時會發生什麼。他們為這兩個基因分別製作了敲除小鼠，並嘗試將這些小鼠一起繁殖，以獲得兩個基因都被敲除的動物。但是……這些小鼠很難得到。你可以分別獲得每個敲除的小鼠，但 TAS1R3 和 GNAT3 的雙敲除小鼠就是無法出生。
但並非所有雙敲除小鼠都是如此。事實證明，沒有 TAS1R3 和 GNAT3 的雌性雙敲除小鼠可以正常出生。到底發生了什麼？
所以問題是：沒有 GNAT3 的雄性小鼠繁殖正常。沒有 TAS1R3 的雄性小鼠繁殖正常。沒有 GNAT3 或 TAS1R3，甚至兩者都缺失的雌性小鼠繁殖正常。但是，沒有 GNAT3 和 TAS1R3 的雄性小鼠沒有出現。這表明 GNAT3 和 TAS1R3 的某種組合是雄性正常生產所必需的。這意味著很可能失敗的是精子。
你如何調查這個問題？如果兩個基因都缺失的小鼠無法出生，你必須製造它們。為此，作者製作了一種小鼠，它同時敲除了 GNAT3 和 TAS1R3……但它有一個人類的 TAS1R3。由於它仍然有一個對兩個亞基之一（GNAT3 或 TAS1R3）起作用的基因，雄性小鼠可以正常出生。但是，作者可以使用藥物（氯貝特）來阻斷人類的 TAS1R3 亞基，以觀察當 GNAT3 和 TAS1R3 都不起作用時，小鼠會發生什麼。
因此，作者將氯貝特放入正常雄性小鼠和具有人類 TAS1R3 基因的小鼠的水中。然後，他們將雄性小鼠與雌性小鼠放在一起。所有的雄性小鼠都開始忙碌起來，與正常雄性小鼠交配的雌性小鼠幾乎立即懷孕。但是，敲除 GNAT3 和 TAS1R3，並且人類 TAS1R3 被氯貝特阻斷的雄性小鼠完全不育。如果你去除了氯貝特呢？它們的生育能力又回來了。
仔細觀察，科學家發現，當 GNAT3 和 TAS1R3 被關閉或不存在時，雄性小鼠表現出睪丸退化的主要跡象。精子無法遊動，睪丸本身看起來也畸形。這兩個受體亞基可能與味覺有關……但它們也與睪丸有關！在它們缺乏的地方，精子無法發育。
在上面你可以看到圖 2A。這是一隻正常的小鼠，你正在觀察睪丸內部。注意到中間的小線了嗎？那是精子的尾巴，頭部朝外。這裡一切正常。
但上面是圖 2C-2F。這些是敲除了 GNAT3 和小鼠 TAS1R3，並具有人類 TAS1R3，然後用氯貝特處理過的小鼠。睪丸看起來很奇怪。有奇怪的黑斑，最重要的是……沒有精子尾巴。
現在你會注意到，這裡需要敲除兩種蛋白質。必須同時缺失 GNAT3 和 TAS1R3 才能導致不育。為什麼？這很難說，但可能是因為這兩個亞基在細胞內連線到相似的通路（在這種情況下是 cAMP）。這意味著，如果它們的訊號傳遞方式相似，那麼缺失一種蛋白質可能是可以的。例如，在沒有 GNAT3 的情況下，TAS1R3 透過類似的通路發出訊號，可能可以彌補差異，反之亦然。但是如果兩種蛋白質都缺失，那麼通路就會丟失，在這種情況下，生育能力也會丟失（更不用說良好的味覺了！）。
對我來說，這篇論文強調了我們身體的奇妙複雜性。我們的身體可以將一個地方用於一種用途（味覺）的受體，用於身體其他地方完全不同的用途（你的精子！）。
但這不僅僅是複雜性。我們環境中有很多東西可以與這些受體結合，尤其是 TAS1R3。有天然和合成的甜味劑，以及其他可以與這些受體結合的東西，如除草劑。這可能意味著除草劑嚐起來是甜的，但也可能意味著在睪丸等部位表達的 TAS1R3 可能受到這些甜味劑或除草劑的影響。當然，僅僅知道受體與這些化學物質結合並不能證明這些化學物質在男性不育中起作用，這需要實際研究這些化學物質及其對精子的影響，而這還沒有完成（並且必須從老鼠轉移到人類，在那裡相同的受體可能不會以完全相同的方式表現）。但是，發現 TAS1R3 存在於精子中為我們提供了研究不育原因的新目標。
這也為我們提供了研究不育治療的新目標。畢竟，如果這些受體亞基都在精子成熟中發揮作用，那麼刺激它們可能會對某些型別的男性不育有所幫助。因此，這可能是研究不育治療的新方法，也是研究病因的新途徑。這同時也是一個有趣的故事，解釋了為什麼小鼠精子可能會停止遊動……它們可能已經失去了對它的“味道”。
Mosinger 等人。“睪丸表達的味覺基因的遺傳缺失或藥物阻斷導致男性不育”，PNAS，2013。DOI。