PTCテイスティング

PTC 味覚は、人間の集団遺伝学調査における古典的な遺伝子マーカーです。

1931年、デラウェア州ウィルミントンのデュポン社の化学者アーサー・フォックスがフェニルチオカルバミド（PTC）を合成した。フォックスの研究室に入ると苦味を感じたと報告した研究者もいたが、フォックス自身を含む他の研究者はそのような感覚をまったく感じなかった。^[1] 1931年にLHスナイダーがこの現象をさらに研究した結果、PTCを味わえないのは劣性形質であるという結論に至った。^[2] 1932年、アルバート・ブレイクスリーは家族内でのPTC味覚の遺伝に関する大規模な研究を行い、PTC味覚感受性は複雑なメンデル遺伝形質である可能性が非常に高く、その変動は単一の遺伝子座に圧倒的に依存するが、他のいくつかの遺伝子も小さな影響を与える可能性があるという結論に達した。^[3]

1939年、フィッシャーらは、チンパンジーとヒトのPTC味覚の遺伝的頻度が同じであることを発見した。この類似性は、PTC味覚を制御する遺伝子が何であれ、ヒトとチンパンジーが別々の種に分岐する前から何百万年も進化して維持されてきたか、種の分岐後に2つの別々の出来事で進化してきたかのいずれかであるためには、何らかの選択的優位性を持っているに違いないことを示唆している。^[4] PTC味覚が明らかに自然選択的優位性を持っていることがわかって以来、科学者たちは、この優位性は、PTCに似た天然化学物質を味わう能力が、ヒトの祖先がいくつかの有毒植物から遠ざかるのに役立ったからではないかという仮説を立て始めた。今日、PTCに似た物質は、ブロッコリーや芽キャベツなど、キャベツ科（アブラナ科）の野菜の一部に含まれている。 ^{[5] [循環参照]}

1950年、ウィリアム・ボイドは、PTCの味覚を制御する同じ遺伝子が、キャベツに含まれる抗甲状腺薬に似た別の化合物の「味覚」も制御しているという証拠を発見しました。^[6] PTCの「味覚者」が「非味覚者」に対して選択的優位性を持っているという説得力のある証拠がすべてあるにもかかわらず、科学者が「PTC非味覚者」表現型の被験者が「PTC味覚者」が味わえない別の苦い化合物を味わえることを発見するまで、人間とチンパンジーの集団における「非味覚者」の一貫した割合を説明することはできませんでした。この化合物はアンチデスマ植物のジュースであり、注目すべきことに、この研究ではPTCとアンチデスマの味覚の間に完全に逆の関係があることがわかりました。^[7]これらの結果は、2005年に別の研究チームによって再現され、PTCとアンチデスマの味覚の間に同様の逆相関関係があることを発見しました。 ^[8]しかし、2018年にダビデ・リッソとその同僚は、以前の研究との顕著な違いを発見し、この関係を拡大しました。彼らが発見したのは、「PTC」とアンチデスマの両方を苦く感じる人々が少数存在するようだったということです。^[9]この発見は、両方の苦い化合物を味わう能力を考えると、ヘテロ接合体にとっての潜在的な利点を示唆している可能性があります。

1999 年、マーク・フーンと研究チームは、味覚受容体、特に「苦味」の味覚をコードする遺伝子ファミリーを発見し、TAS2R 遺伝子ファミリーと名付けました。PTC の味覚を制御する遺伝子 (または遺伝子群) の座位は、この TAS2R 遺伝子ファミリーの一部であると仮定されています。2003 年、国立衛生研究所(NIH)のデニス・ドレイナと彼の同僚^[10] 、およびウンギョン・キム率いる研究チーム^[11]は、 TAS2R38遺伝子座位の変異がPTC の味覚感度の変動の圧倒的多数 (50-80%) の原因であることを発見しました。

味覚受容体と嗅覚受容体は、約 1000 ヌクレオチドの小さなイントロン遺伝子を持つTAS2R38によって制御されていると考えられています。これは、G タンパク質結合型受容体または 7 膜貫通受容体のファミリーのメンバーです。受容体の細胞外領域にリガンドが結合すると、活動電位が設定され、脳の感覚皮質にインパルスが送られ、そこで苦味として解釈されます。

これにより、サンプル 3 の多型性と最も相関関係にある位置 145 のSNPを実験的に検査できます。この検査では、単純な塩のうがい薬と遺伝子TAS2R38の領域の増幅によって頬の細胞から DNA を分離します。増幅された断片 (アンプリコン) は、認識配列 GGCC 内の SNP を含む制限酵素HaeIIIとともにインキュベートされます。HaeIII は味覚アレル (配列 GGCC を持つ) を切断します。これにより長さの多型が生成され、2 つのアレルはアガロースゲルで簡単に分離できます。

実質的にすべての非味覚者 (dd) は PTC を味わえないが、ホモ接合味覚者 ( TT ) は化学物質を味わえない、または味わえないと時々報告する。ヘテロ接合遺伝子型( Tt ) は、味覚能力の低下または欠如が比較的一般的であるため、最も「漏れやすい」表現型である。これは正式にはヘテロ接合効果と呼ばれる。

1949年、ハリスとカルムスは、 PTCの味覚に対する二峰性閾値刺激の差別化方法を開発した。彼らは、これらの物質を最初の濃度0.13%から半分ずつ水で希釈した13種類の溶液を提案し、最終試験の溶液にはこの物質の分子がわずかしか含まれないようにした。対照として、14番目の試験液として純水を使用した。「味覚者」と「非味覚者」の2つの表現型の差別化は、5番目の溶液で起こった。次に、条件付き二形性が対応する遺伝子座の2つの対立遺伝子によって制御されていると仮定すると、味覚PTCに対する感受性の欠如を制御する対立遺伝子は劣性ホモ接合体である。^{[12] [13]}

• ハリスとカルマスに倣ってテストソリューションを拡大

PTC の味覚に対する個人の感受性の遺伝学的な見方は変化しましたが、これらの物質の特定の PTC 味覚 (不) 能力に関する現在のデータのほとんどすべては、ハリスとカルマスの研究に由来しており、そのような調査は現在も行われています。これは、集団遺伝学プロジェクトのためのより良い方法が提案されていないためと考えられます。