美國哈佛大學的Nicholas Bellono、美國得克薩斯大學西南醫學中心的Ryan Hibbs 和同事展示了一種章魚CR的冷凍電子顯微鏡結構,將之與煙堿乙酰膽堿受體進行了比較,從而確定哪些特征相對于神經遞質實現了對環境刺激的感知。
研究人員發現,章魚CR的分子結合口袋(binding pocket)尤為疏水,使之能感知油性化合物,而小的極性分子則被神經遞質受體檢測。
同一團隊的第二篇論文報告稱,章魚和烏賊都使用CR感知自己的海洋環境,但這些受體的結構差異,支持其感知適合獨特生理作用的特定分子。
他們發現,烏賊表達古老的CR,更接近煙堿乙酰膽堿受體,而章魚表現出了更近代的CR擴充,與其“以觸作嘗”的感知系統一致。作者結合遺傳分析、生理學和行為分析,發現了烏賊CR的“創始”成員——可檢測與伏擊捕獵有關的可溶苦分子。將一種烏賊CR和章魚CR的冷凍電鏡結構進行比較,發現了從一種古老籠狀分子復合體(烏賊)到更近代的疏水結合口袋(章魚)的演化過渡,后者可捕獲不溶分子,實現接觸依賴性化學感知。
研究人員認為,這些研究共同提供了一個基礎,以理解細微結構適應可能如何驅動適合特定生態背景的新生物體行為。
許多水生生物使用特化的化學觸覺感知系統探測表面,獲取化學線索。頭足類吸盤皮膚細胞中發現的化學觸覺受體(CR)讓章魚可以用“以觸作嘗”的感知系統探索海底。CR分化自古代的神經遞質受體(稱為煙堿乙酰膽堿受體),檢測不溶于水的自然物質,但這些受體如何在頭足動物中演化尚不明確。