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Quel est le goût de l'ADN ?

Quel est le goût de l'ADN ?


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J'ai vu beaucoup de spéculations en ligne, mais est-ce que quelqu'un connaît une étude scientifique ou a un argument définitif ?

Je pense probablement pas sucré, car le sucre désoxyribose est lié dans la structure de l'hélice. Salé, à cause des contre-ions du groupe I ? Amer à cause des groupes phosphate alcalin ? Je suppose que ce n'est pas aigre, car malgré le nom, les acides nucléiques sont sous leur forme de base conjuguée au pH physiologique. J'ai lu que certains nucléotides peuvent activer le goût umami/sarriette, cela serait-il significatif ?

Je suis conscient qu'essentiellement tout ce que nous mangeons contient de l'ADN, mais je suis intéressé par le goût de l'ADN lui-même, pur/isolé si nécessaire.


Le chimiste Youtube NileRed a extrait chimiquement l'ADN de fraises dans cette vidéo, il le goûte aussi si je me souviens bien : https://www.youtube.com/watch?v=araeHtN_3Lk

TL; DW : Il obtient l'ADN des fraises et dit qu'il a une texture visqueuse car il n'est pas soluble et qu'il a un goût plus salé que tout. Notez cependant que cela pourrait provenir des restes de réactifs de la réaction, alors prenez cela avec un grain de sel.


Selon DNA Vineyards :

Saveurs de prunes Santa Rosa mûres avec des notes de chêne français neuf


Quel est le goût de l'ADN ? - La biologie

Notre information génétique est codée dans la macromolécule connue sous le nom d'acide désoxyribonucléique (ADN). L'ADN appartient à une classe de molécules organiques appelées acides nucléiques. Le bloc de construction, ou monomère, de tous les acides nucléiques est une structure appelée nucléotide. Un nucléotide a trois parties : phosphate, sucre désoxyribose, et un base azotée.

Il existe quatre nucléotides différents qui composent une molécule d'ADN, chacun ne différant que par le type de base azotée. Ceux-ci inclus adénine (UNE), thymine (T), cytosine (C), et guanine (G), souvent indiqués par leurs premières lettres seulement.

James Watson et Francis Crick ont ​​découvert la forme tridimensionnelle de l'ADN au début des années 1950. La forme, qu'ils ont décrite comme une double hélice, a la forme d'une échelle torsadée.


Anatomie d'un hamburger impossible

Burger King va vendre l'Impossible Burger et McDonald's suivra bientôt avec sa propre galette sans viande. J'ai donc pensé vérifier le hamburger brillamment marqué, à la fois dans le brevet et dans mon assiette.

Une variation sur le thème de l'hème

Ma première rencontre avec l'Impossible Burger a été de pincer un morceau de mon assiette de compagnon de dîner en février. Il ressemblait et semblait saigner comme un vrai hamburger. Pendant que je mâchais, j'ai cherché le produit sur mon téléphone, m'arrêtant au mot &ldquohème.&rdquo

J'ai arrêté de mâcher. Une fois que j'ai dépassé l'image d'un muscle bovin palpitant sur l'assiette, j'ai imaginé l'atome de fer dans son anneau de porphyrine, tous deux se trouvant dans une protéine globulaire environnante, un peu comme un tootsie roll pop.

L'hème sous diverses formes se trouve dans toutes les espèces, des bactéries aux haricots en passant par les buffles. C'est au cœur de la myoglobine dans nos muscles et de l'hémoglobine dans notre sang, emballée le plus densément dans les cellules musculaires des bovins de boucherie.

Les protéines qui sont identiques ou similaires parmi diverses espèces sont appelées « hautement conservées ». Elles n'ont pas beaucoup changé au cours de l'évolution parce qu'elles fonctionnent. La sélection naturelle élimine les mutations qui étouffent la capacité de lier l'oxygène, ce que fait l'atome de fer au centre de l'action. Tous les hèmes contiennent du fer, mais les parties de la protéine globine varient, très légèrement, d'une espèce à l'autre.

L'astuce pour créer un hamburger sans viande qui a un goût et une sensation de viande consiste à trouver un organisme dont l'hème et la protéine confèrent ce que l'on décrit comme savoureux, sanglant ou simplement costaud.

J'ai essayé différentes marques de hamburgers végétariens depuis que j'ai abandonné le bœuf il y a 18 mois à la suite d'un diagnostic de cancer/voyage quasi simultané au Costa Rica, dans le contexte où notre fille nous exhorte à le faire depuis plus d'une décennie (voir Comment la génétique Les tests ont guidé mon parcours contre le cancer du sein pour éviter le bœuf). Les images sur les emballages représentent des morceaux alléchants de patates douces, de haricots noirs, de pois et de carottes qui se détachent des galettes composées de la protéine de soja omniprésente. Ces produits offrent un goût agréable alternatives aux hamburgers, mais ils ne sont pas tout à fait la vraie affaire. L'Impossible Burger s'en rapproche le plus.

Le brevet de 52 pages, décerné en 2017 après de nombreuses années de travail à Impossible Foods de Redwood City, en Californie, pour & ldquomagic mix & rdquo s'ouvre sur deux pages de citations de brevets et d'articles.

La substance du brevet commence par une liste qui pourrait sonner une cloche pour les majors de biologie ou de chimie : les séquences d'acides aminés des protéines hèmes de 25 espèces, y compris les meilleurs candidats pour l'équivalent de chair de vertébré Impossible Burger. Les 25 candidats comprennent des pois, des bactéries, des algues, des champignons du sol, des chevaux, des bovins, du tabac, des sangliers et une paramécie.

Le gagnant est à la fin de la première revendication de brevet : &ldquoUn produit alimentaire de type bœuf haché comprenant 0,1 % à 5 % en poids d'une protéine contenant de l'hème comprenant une séquence d'acides aminés ayant au moins 80 % d'identité de séquence avec le polypeptide indiqué dans SEQ ID NO :4.&rdquo

SEQ ID n° 4 est Glycine max, alias le soja.

La protéine hème, la leghémoglobine (legHB), rougit les nodules racinaires des plants de soja. Il fournit de l'oxygène à ses bactéries symbiotiques, semblable à l'hémoglobine qui transporte l'oxygène dans notre sang et la myoglobine dans nos muscles. Mais même les millions d'acres couverts de soja aux États-Unis ne suffisent pas à répondre à la demande prévue de legHB dans les hamburgers.

La technologie de l'ADN recombinant à la rescousse

Le moyen évident d'augmenter la production d'une protéine spécifique est d'utiliser la technologie de l'ADN recombinant : fabriquer la protéine de soja dans des cellules d'une autre espèce, plus facile à exploiter.

Lorsque la technologie de l'ADN recombinant a été inventée dans les années 1970, l'étiquette OGM était encore loin. Dès le début, un modèle est apparu selon lequel certaines personnes s'opposaient aux expériences agricoles et détruisaient même des champs expérimentaux et une parcelle de fraises notable, tandis que les personnes atteintes de diabète commençaient à utiliser de l'insuline fabriquée à partir de bactéries telles que E. coli, comme ils le font encore. Cela a toujours été un domaine fracturé, mais la technologie de l'ADN recombinant est là pour rester. La pharmacopée offerte par la technologie comprend aujourd'hui des facteurs de coagulation, des substituts enzymatiques, des médicaments pour le cœur, des cytokines, des surfactants, des hormones et des facteurs de croissance, et bien plus encore.

Les chercheurs d'Impossible Foods ont cousu le gène du soja qui code la protéine legHB dans le génome d'un organisme différent qui peut le pomper plus efficacement (à moindre coût) : la levure Picchia pastoris. Une levure est un champignon unicellulaire, mais c'est une cellule complexe, contrairement à une bactérie.

Une seule phrase dans le brevet de 52 pages énonce ceci : &ldquoLes protéines contenant de l'hème peuvent également être produites par recombinaison à l'aide de techniques d'expression de polypeptides&rdquo et peut être cultivé dans les cellules de bactéries, d'insectes, de champignons, de plantes ou de mammifères. &ldquoAussi&rdquo fait référence à l'extraction à partir de sources naturelles ou à la synthèse en laboratoire.

Un Impossible Burger contient-il un OGM ? Eh bien, oui et non. Oui, car un gène du soja serait naturellement présent dans une cellule de levure. Mais non, car la jambe HB que les cellules de levure produisent est identique, acide aminé par acide aminé, à la protéine des nodules de racine de soja. La levure est donc génétiquement modifiée, le produit non.

C'est une distinction avec un précédent, et le directeur scientifique d'Impossible Foods, David Lipman, le saisit dans cette interview de 2018 pour Plongée Alimentaire. Il cite l'approbation de 1990 par la FDA du premier produit alimentaire à ADN recombiné, la rénine (alias chymosine), après avoir été jugée « reconnue du point de vue génétique comme sûre », ou GRAS.

La rennine, utilisée pour cailler le lait dans la fabrication du fromage, fait partie d'un mélange d'enzymes digestives prélevées dans les intestins des veaux. Le faire en E. coli étant donné le gène de vache pour l'enzyme nécessaire, c'est beaucoup moins cher. Les règlements peuvent prêter à confusion. Aux États-Unis, la chymosine recombinante n'a pas besoin de porter le label OGM car la protéine qui la compose est identique à la protéine provenant directement de l'organisme source naturel.

Dans l'interview, Lipman utilise à plusieurs reprises le mot & ldquofermentation & rdquo, qui évoque des images folkloriques de cuves de vin doux et de fromages piquants vieillissants. &ldquoRecombinant DNA&rdquo et &ldquogenetiquement modifié&rdquo suscitent des réponses différentes, comme dans cet article appelant l'Impossible Burger sur son ingrédient OGM. Mais la FDA a jugé le mélange magique GRAS en janvier 2019 et le burger ne nécessite donc pas d'étiquetage OGM.

La protéine hémique n'est qu'un ingrédient du mélange magique.

Pour façonner le burger, des « molécules précurseurs de saveur » sont ajoutées. Ceux-ci comprennent les huiles de noix de coco et d'autres plantes, les protéines de pomme de terre et de blé texturé, les sucres, les acides aminés (comme le glutamate monosodique), une vitamine et des composés familiers comme l'acide lactique et la créatine.

Voici le jargon des brevets : &ldquo composé choisi parmi le glucose, le ribose, le fructose, le lactose, le xylose, l'arabinose, le glucose-6-phosphate, le maltose et le galactose. Mais tous les aliments sont, en fin de compte, des produits chimiques. Tout est un produit chimique.

La création de l'Impossible Burger a également analysé les substances volatiles émises par la concoction lors de la cuisson. &ldquoDes panélistes humains formés&rdquo et d'autres humains qui ont déployé la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse, un test de chimie analytique standard, ont analysé la libération des arômes de viande lors de la cuisson, produisant des &ldquoolfactive maps.&rdquo L'objectif était d'optimiser la saveur, le goût, l'odeur, la texture et le tout -important &ldquomouthfeel&rdquo du produit. Comme les logiciels, de nouvelles versions sortiraient périodiquement.

La purée de viande est également malléable, moulée dans de fausses parties du corps comme des ailes et des steaks, extrudée sous forme de saucisses, émiettée délicatement dans des bases de soupe et de ragoût, et facilement convertie en un assortiment de collations, de cubes et de poudres.

J'attribue à l'Impossible Burger une note de &ldquoA&rdquo pour la sensation en bouche et la texture, ce qui peut être la même chose. Mais je ne donne qu'un B-plus pour la saveur, le goût et l'odeur, car il ne les avait pas. Mais ajoutez du fromage, des oignons frits, un cornichon et une cuillerée de Sweet Baby Ray&rsquos, et cela peut effectivement passer pour une vraie galette de Bos taureau chair. Au moins celui qui me manquait de cette saveur profonde de hamburger à 85% de matières grasses sortant directement du gril.

Sur une échelle de 0 à 10, 10 étant un hamburger au bœuf et 0 le pire hamburger végétarien imaginable, la plupart des produits se situent entre 4 et 6, avec un Impossible Burger un robuste 9.

Un article bourré de données dans PLOS One arrive à une conclusion similaire : &ldquoEn remplissant les mêmes fonctions gustatives, culinaires et nutritionnelles que le bœuf traditionnel, le PBB (&ldquoplant-based burger&rdquo) vise à abaisser la barrière d'adoption associée à la consommation de protéines végétales au lieu de de produits d'origine animale. Deux des quatre auteurs travaillent chez Impossible Foods, mais je pense quand même qu'ils ont raison. Ce produit peut remplacer les burgers pour les omnivores, et peut-être conquérir certains végétariens.

Au-delà des préférences et des goûts personnels, l'Impossible Burger atteint son objectif déclaré : le produire ne tue aucun animal. Il obtient également des notes élevées pour le respect de l'environnement. D'après un article sur Entreprise rapide, l'empreinte carbone d'un Impossible Burger est 89 % inférieure à celle d'un cow-burger et utilise 87 % moins d'eau, 96 % moins de terre et réduit la contamination de l'eau de 92 %. Les PLOS Un l'article analyse également l'impact environnemental.

J'ai hâte qu'Impossible Burger, sous quelque forme que ce soit, arrive dans les rayons des supermarchés.


Hypersensible, sensible et tolérant

Certaines personnes ont du mal à rationaliser le choix d'un verre de vin rouge plutôt que d'un moscato sucré - même s'il garantit une détox purifiante - en raison de sa saveur intense. Pour certains, un verre de rouge est tout simplement trop écrasant. Le gourou du vin Tim Hanni a travaillé avec des scientifiques sensoriels du monde entier pour tester sa théorie : le vin doit être assorti au dîner, ne pas le dîner.

Hanni est l'un des deux premiers Américains à réussir le prestigieux examen anglais "Master of Wine" et à avoir sélectionné certains des influenceurs les plus prononcés de l'industrie du vin, en les classant en trois "vinotypes" distincts. Dans ses recherches, il a découvert que certains de ces grands viticulteurs et experts avaient de moins de 500 papilles gustatives à plus de 11 000. (Comment le savait-il ? Il les tamponnait avec du colorant alimentaire bleu, sachant que les papilles gustatives restent roses.) En gardant à l'esprit que le nombre de papilles gustatives sur votre langue vous rendra plus ou moins sensible à certains aliments et boissons, qui doit dire que le saumon grillé se mariera mieux avec le pinot noir ? Selon Hanni, probablement un individu avec une langue classée hypersensible. Les personnes hypersensibles sont considérées comme des super-goûteurs dans le domaine de la science, car elles sont trop sensibles à l'amertume et à d'autres saveurs audacieuses, ce qui rend difficile pour elles de rechercher des aliments et des boissons qui complètent leurs têtes finement alignées. Les dégustateurs sensibles ont moins de papilles gustatives mais ressentent toujours une réponse accrue aux saveurs importantes. Enfin, le dégustateur tolérant a le moins de papilles gustatives et est donc susceptible de profiter d'un mélange de saveurs plus diversifié.


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Je sais que l'analyse ADN est utilisée en médecine légale, mais je n'avais aucune idée que cela aidait aussi avec les épidémies et l'histoire humaine. Comment l'ADN est-il utilisé spécifiquement dans ces cas?

Par exemple, dans le cas des maladies d'origine alimentaire, comment la recherche sur l'ADN peut-elle être utile ? Je suppose que nous parlons de l'ADN de la bactérie responsable de la maladie, n'est-ce pas ? Est-ce comme découvrir comment les bactéries de la maladie de la vache folle se propagent aux animaux et aux humains ? En voyant comment l'ADN a muté ?

C'est tellement intéressant. J'avais l'habitude de penser que l'ADN n'est important que pour les cours de biologie ou pour la police. Je ne savais pas qu'il avait autant d'utilisations différentes. fify 18 mai 2012

@turkay1-- Mon frère travaille dans ce domaine et il dit toujours que CSI n'est pas réaliste. Il est en fait très contrarié par ces émissions car cela donne de fausses impressions et suscite des attentes irréalistes pour les équipes médico-légales et chargées de l'application des lois.

Une chose qu'il me dit toujours, c'est que le travail d'analyse ADN prend beaucoup de temps. La vérité est que nos laboratoires médico-légaux chargés de l'application de la loi n'ont pas suffisamment de ressources pour faire le travail aussi rapidement qu'ils le montrent sur CSI. Cela ne se produit certainement pas en un jour, plutôt des semaines et des mois.

Mon frère dit que parfois les preuves ADN peuvent prendre un an à traiter parce que les journaux d'ADN ne contiennent pas beaucoup d'ADN. Si je me souviens bien, quelque chose comme 3% de l'ADN de la population américaine s'y trouve. Et les ordinateurs ne font pas tout le travail eux-mêmes. Ils ont du matériel pour analyser l'ADN, ce qui leur donne un code. Et puis quelqu'un doit entrer manuellement ce code sur un autre ordinateur pour lancer une recherche.

Donc, ces émissions sont vraiment loin de la vérité. C'est bien que CSI ait attiré plus de gens dans ce domaine. Mais la criminalistique de l'ADN est plus de travail que de plaisir, c'est sûr. candyquilt 17 mai 2012

Pensez-vous vraiment que l'utilisation de l'ADN en médecine légale est surestimée à la télévision ?

Tout ce que je sais sur les enquêtes criminelles et les sciences médico-légales, c'est grâce à des émissions de télévision comme CSI et autres. Je sais que les forces de l'ordre doivent utiliser de nombreuses ressources et techniques différentes pour résoudre les crimes, mais il semble que la criminalistique ADN soit un point de rupture.

Dans ces émissions, ils montrent souvent que les forces de l'ordre sont coincées dans des affaires et ne savent pas quelle mesure prendre lorsqu'un nouveau rapport de laboratoire arrive pour mettre une nouvelle personne sur les lieux du crime ou faire correspondre l'ADN de quelqu'un avec celui de quelqu'un d'autre. Cela ajoute un nouvel éclairage à l'enquête et les forces de l'ordre pourraient être en mesure de résoudre l'affaire avec les nouvelles informations.

N'est-ce pas ainsi que cela fonctionne en réalité ? Y a-t-il des forces de l'ordre ici qui peuvent nous en dire un peu plus sur le fonctionnement réel des preuves ADN médico-légales ? anon172386 3 mai 2011


L'ADN de la nourriture peut-il entrer dans mon propre ADN ?

Fondamentalement, l'ADN, comme les protéines et les glucides complexes, se décompose en morceaux - c'est l'essence même de la digestion. Vos dents l'écrasent et les enzymes de votre tube digestif le coupent en morceaux.

Les enzymes produites par votre pancréas, appelées DNases, sont spécialement conçues pour briser l'ADN en minuscules morceaux qui peuvent être absorbés dans votre sang, puis transportés et utilisés par d'autres cellules pour construire de nouvelles structures moléculaires dans votre corps, y compris éventuellement votre propre ADN.

Est-ce que l'un des gènes, de l'un des organismes que vous mangez, pourrait entrer dans votre ADN et vous faire du mal ? C'est une question raisonnable, mais la réponse semble être non. Imaginez que vous ayez laissé tomber un smartphone dans un mélangeur ou l'avez mangé (veuillez ne pas le faire) - tous les composants seraient écrasés.

Lorsque vous mangez et digérez de l'ADN, il semble que les longues séquences codantes, les récits ou les applications qui spécifient les produits génétiques, sont tellement fragmentés qu'ils ne peuvent plus fonctionner comme matériel génétique. Il ne reste que peu ou pas de phrases, juste des lettres ou des fragments de mots.

Même si certaines phrases survivaient à votre système digestif, il est peu probable qu'elles pénètrent dans vos cellules ou vous nuisent de quelque façon que ce soit.

Notre monde est inondé d'ADN et l'a toujours été, mais il n'y a aucune preuve claire que manger de l'ADN puisse vous nuire.


Les microbes sont-ils les créateurs de goût du futur ?

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Les gousses de vanille peuvent être contournées par la biologie synthétique (Image : Flickr/ted_major). Les gousses de vanille peuvent être contournées par la biologie synthétique (Image : Flickr/ted_major).

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De la plante au cornet de crème glacée, la vanille parcourt des milliers de kilomètres. Les champs ombragés de vignes jusqu'à la taille à Madagascar, dans le Pacifique Sud ou en Amérique latine produisent des fruits précieux, qui sont séchés, oxydés et séchés au cours d'une séquence intensive d'événements de plusieurs semaines. Il est ensuite expédié vers les marchés du monde entier, comme il l'a été pendant des siècles.

La grande majorité de la vanilline présente dans les produits d'aujourd'hui - des aliments au parfum - est dérivée de procédés synthétiques qui convertissent le gaïacol en vanilline en trois étapes. Les méthodes naturelles et chimiques sont toutes deux coûteuses et contraignantes pour l'environnement, mais une nouvelle approche utilisant les avancées de la biologie synthétique offre une troisième voie prometteuse. À partir du glucose, la levure est capable de « la fermenter comme la bière », explique Kevin Munnelly, PDG de la société de biotechnologie Gen9. "C'est le premier arôme fabriqué par biologie synthétique, et il entre dans la viabilité commerciale."

Pour en arriver là, les gènes de trois enzymes de trois organismes différents – une moisissure de bouse, une bactérie et des humains – ont été insérés dans les cellules de levure. Du point de vue de Munnelly, la construction d'une voie d'ingénierie pour produire une molécule de grande valeur telle que la vanilline est une réussite importante dans la communauté de la biologie synthétique. Compte tenu de la multitude de réactions biosynthétiques et énergétiques ayant lieu à un moment donné, la perspective de réorganiser les métabolites et les étapes de réaction de manière rationnelle est souvent trop optimiste. Après tout, la priorité d'une cellule est de survivre et de se répliquer, pas de produire une crème glacée savoureuse, mais dans le cas de la vanilline, l'équipe de bio-ingénierie a pu atteindre les deux objectifs.

Prédire exactement comment atteindre cet équilibre fragile entre la survie cellulaire durable et la génération de produits est un défi, mais avec une synthèse d'ADN fiable et abordable, les expérimentateurs n'ont pas à se limiter à une seule tentative. "Nous pouvons créer une variété de constructions génétiques différentes, vous n'avez donc pas à choisir quelques options à tester", explique Munnelly. « Et c'est un processus itératif - nous pouvons le faire rapidement, afin que les résultats puissent être intégrés à la conception. »

Pour atteindre l'échelle et la vitesse de son processus de synthèse d'ADN, Gen9 adhère à un mantra important : éviter le séquençage. Dans le cadre du régime traditionnel de production de gènes, les oligos sont cousus ensemble, « et si vous n'avez pas utilisé la correction d'erreurs », prévient Munnelly, « vous avez un certain pourcentage de la population qui a tort. Si vous devez ensuite mettre quelque chose dans un organisme et choisir des colonies et les envoyer dans un pipeline de séquençage, c'est un processus très coûteux. L'approche d'évaluation des erreurs de Gen9 utilise l'enzyme MutS pour identifier les bases nucléotidiques qui diffèrent du consensus de la population, puis réparer les mésappariements. "Si le criblage est bon marché, vous pouvez créer de nombreuses variantes", explique Munnelly, ce qui permet aux chercheurs d'interroger une plus large gamme de produits.

Alors que les voies de synthèse entrent dans le pipeline industriel, Munnelly prédit que d'autres produits rejoindront la vanille sur le plateau produit par la biologie synthétique. Les clients Gen9 développent activement des parfums, des cosmétiques et d'autres épices comme le safran. « Nous avons maintenant une bien meilleure compréhension de certaines des complexités du fonctionnement de ces processus », dit-il. « Cela devient plus simple et il y aura de nombreux produits à venir. »

*Cet article fait partie d'une série spéciale sur la synthèse d'ADN et a été précédemment publié sur SynBioBeta, le pôle d'activité de l'industrie de la biologie synthétique.


Trouver la saveur du chocolat

Gregory Ziegler met un petit bloc de chocolat dans un bol en polystyrène et le met au micro-ondes. Bientôt, un bel arôme sucré se répand dans l'air, apportant de la chaleur au laboratoire autrement sombre. Ziegler sort le bol du micro-ondes, il est rempli d'un liquide épais et tourbillonnant. "Je ne suis pas romantique quand il s'agit de ça", dit Ziegler. Il offre le chocolat à Melis Cakirer, un étudiant de Penn State en biochimie, et à moi. Nous y plongeons chacun nos doigts et goûtons. Je grimace, puis je ris : Cakirer a l'air d'avoir avalé une chèvre, assez amère de surcroît. Ce que nous goûtons, c'est de la liqueur de chocolat non sucrée, ou du cacao pur sous forme liquide. "Ce sont juste des fèves de cacao fermentées, torréfiées et moulues", explique Ziegler, scientifique en alimentation à Penn State. Il sourit à Cakirer. "C'est en fait assez bon, mais il ne devient pas du vrai chocolat tant que vous n'avez pas ajouté les deux autres ingrédients principaux : le beurre de cacao et le sucre." (De plus, de la vanille est normalement ajoutée pour la saveur, du sel pour réduire l'amertume et de la lécithine de soja pour rendre la texture plus lisse.) Cela ne sent que le chocolat.

La saveur, m'avait expliqué Cakirer plus tôt, est une combinaison de texture et d'arôme. L'arôme y est pour beaucoup. » Cakirer – qui ressemble plus à une étudiante en art qu'à une étudiante en sciences, avec ses boucles d'oreilles pendantes en métal et son caban rouge de friperie, « emprunté à un ami » – travaille avec Ziegler et Mark Guiltinan , professeur d'horticulture, pour faire remonter la saveur du chocolat à l'ADN de la plante de cacao.

"La plupart de vos goûts sont l'odorat", dit Cakirer. « Il y a tout un langage olfactif : les odeurs vertes, les odeurs brunes, chacune signifie quelque chose de différent. Une odeur verte peut être l'odeur de l'herbe coupée ou d'une pomme verte. « sont différents ? Le simple fait de pouvoir décrire une odeur spécifique est un métier. » Cakirer parle avec ses mains, gesticulant en petits cercles comme si elle essayait d'évoquer une odeur verte ou brune.

"Il y a beaucoup de produits chimiques dans la fève de cacao crue qui affectent la saveur", dit-elle. En fait, la fève crue a un goût amer, la saveur du chocolat n'apparaît qu'après que les fèves ont été fermentées et torréfiées, c'est pourquoi Cakirer étudie la saveur du chocolat avant même qu'elle ne devienne Chocolat.

Une idée fausse commune à propos de la saveur du chocolat est que plus un chocolat contient de liqueur de chocolat, mieux c'est, explique Ziegler maintenant, comme si avoir 70 pour cent de liqueur de chocolat rendrait automatiquement le goût des bonbons riche et délicieux. "Mais vous pouvez obtenir une liqueur de chocolat très dégoûtante, donc en avoir 70 pour cent ne rendra pas le chocolat meilleur."

Ziegler nous donne à chacun un fin carré de chocolat. Nous le mangeons pensivement, compte tenu de sa saveur. J'en conclus que c'est du chocolat et qu'il a bon goût.

Ziegler a une lecture plus avancée. "Il a un léger arrière-goût de raisin sec", dit-il. "C'est très typique des chocolats latino-américains d'avoir une saveur légèrement fruitée." Il consulte la boîte. "Celui-ci est fabriqué à partir d'un cacao vénézuélien. Il a ce criollo saveur." Il existe trois variétés de cacaoyers cultivés commercialement, l'un d'eux est criollo, cultivé au Venezuela, en Amérique centrale, à Java et aux Antilles. Il est normalement utilisé dans les chocolats très fins et a une saveur douce, qui peut être florale, fruitée ou épicée. Les autres types sont forastero, une saveur plus forte, qui provient d'une plante plus résistante et à plus haut rendement et trinitaire, un croisement entre les deux autres, avec la saveur délicate de la criollo et la robustesse du forastero plante. Le cacao cultivé commercialement était autrefois plus diversifié, mais de moins en moins de variétés ont été plantées. "Les gens ont planté ceux qui ont un rendement plus élevé", explique Ziegler. "La même plainte existe avec le maïs et la pomme de terre. Le nombre de sources, à la fois géographiquement et en termes de variété, a diminué."

Ziegler nous offre Valrhona, un chocolat français à forte proportion de criollo haricots Ziegler le décrit comme « pas de sucre sucré, mais de fleur sucrée », et une fois que Ziegler l'a mis en mots, je peux goûter la « fleur sucrée », tout comme je pouvais goûter « l'arrière-goût de raisins secs ». Nous essayons un chocolat suisse un peu plus sucré, puis celui qui, selon Ziegler, est le préféré de Cakirer. C'est doux, doux et très sucré. "C'est chez Nestlé", dit Ziegler.

Le dernier est un chocolat appelé Jacques. Il a un goût de noix de coco, que je remarque après que Ziegler l'a signalé. Il réfléchit à la saveur pendant quelques secondes de plus, puis dit soudain : "L'arrière-goût a le goût de chèvre." Il a le goût des chaussettes malodorantes et moites, ou du lait tiède et légèrement aigre qui accompagnait les déjeuners scolaires à l'école primaire.

Ziegler va à un classeur à trois anneaux rempli de pages d'emballages de barres de chocolat du monde entier, soigneusement disposées à l'intérieur de couvertures de page en plastique transparent. Il tourne quelques pages, puis sort le papier Jacques. "Regarde ça?" Il montre le lait indiqué dans les ingrédients. "Acide butyrique."

L'acide butyrique provient des matières grasses du lait dans le chocolat. Dans un processus appelé lipolyse, les acides gras du lait se décomposent, ce qui donne un goût rance ou "de chèvre". Hershey's soumet délibérément son chocolat à une lipolyse contrôlée, ce qui lui donne cette saveur unique. Pour cette raison, la plupart des Européens n'aiment pas le chocolat Hershey's, mais les Américains le font.

Guiltinan, l'horticulteur, travaille à faire du cacao une culture plus forte, améliorant ses rendements et sa résistance aux maladies, sans commettre les erreurs des sélectionneurs précédents. Ziegler et Cakirer citent tous deux le célèbre exemple de la tomate : les tomates ont été sélectionnées pour avoir une teneur élevée en solides, donc il y aurait moins d'eau à faire bouillir lors de la fabrication de produits comme le ketchup. Ils ont été élevés pour être plus fermes, ils seraient donc plus faciles à cueillir avec un cueilleur automatique. Ils ont même été élevés pour la forme, pour être plus faciles à emballer dans des boîtes. "Quand les gens ne considèrent que les aspects économiques, vous obtenez ces petites balles de tennis sans très bon goût", explique Ziegler.

Pour éviter un chocolat tout aussi insipide, Guiltinan a confié à Cakirer la mission de cartographier la saveur du chocolat. "La plupart des éleveurs ne pensent pas vraiment à la saveur", explique Guiltinan. "C'est pourquoi le projet de Melis est important."

"Je devais trouver les parties de l'ADN qui contrôlent la saveur", explique Cakirer. "Au niveau génétique, personne ne sait exactement comment se développe la saveur du cacao. La saveur est-elle davantage influencée par l'arbre lui-même, ou par le processus de fermentation ou la torréfaction? Nous devons le savoir." Des chercheurs du Botanisches Institut en Allemagne ont découvert une protéine de stockage des graines appelée "7S Vicilin" qui semble être la clé. Les chercheurs ont extrait le 7S de la fève de cacao crue, l'ont « hachée » avec des enzymes, puis l'ont mis sur une boîte de Pétri et l'ont rôti avec du sucre. Le résultat? Ça sentait le chocolat.

"L'expérience implique que le 7S est la source de beaucoup de saveurs dans le chocolat", explique Cakirer. "Il contrôle probablement la plupart des arômes, par exemple." Cakirer émet l'hypothèse que la protéine 7S est différente dans différentes variétés de cacao, et explique donc les différentes saveurs du chocolat.

Cakirer et moi nous rencontrons tard un dimanche soir pour qu'elle puisse mieux m'expliquer le concept. Elle apporte une pile de tableaux et de dessins qu'elle a faits elle-même. Elle porte son pyjama et boit – quoi d'autre ? – du chocolat chaud. « Mmm », dit-elle en sirotant son verre. "OK commençons."

Avec une banane ou une orange, dit Cakirer, vous pouvez goûter la saveur dès que vous la retirez de l'arbre. La fève de cacao crue, en revanche, n'a pas au début une saveur typique de cacao. Les acides aminés contenus dans les protéines sont les "pré-curseurs de saveur", ce qui signifie qu'ils donnent naissance à des composés de saveur après fermentation et torréfaction. Pendant la fermentation des fèves, les enzymes "mâchent" les protéines, libérant les acides aminés. Ensuite, dans le processus de torréfaction, ces acides aminés libérés se combinent avec des sucres et d'autres éléments pour créer des composés qui contribuent à la saveur. Par exemple, l'acide aminé soufré méthionine subit une réaction pour produire du 3-méthiopropanal, qui a un caractère sulfureux. L'acide aminé leucine produit de l'isovaléraldéhyde, qui a un caractère fruité.

Comme Guiltinan me l'avait fait remarquer plus tôt, la séquence et la quantité d'acides aminés pourraient affecter la saveur du chocolat, et les deux sont déterminés par l'ADN de la plante. « Un seul changement d'acide aminé pourrait tout changer », avait-il dit. "Au fur et à mesure que les choses se décomposent, vous pouvez obtenir différentes réactions, en fonction des extrémités libres des acides aminés. C'est comme une petite bande passant dans une machine. La séquence de l'ADN décide de la séquence des acides aminés ". qui à son tour détermine comment ces acides aminés sont décomposés.

Diverses conditions de fermentation et de torréfaction, telles que la température, l'acidité et la durée, peuvent altérer la saveur résultante du grain. Tous ces éléments ajoutent à la difficulté de cartographier le génome pour la saveur. Même la façon dont le chocolat fond dans la bouche affecte la saveur, a déclaré Guiltinan, ainsi que les arômes que vous sentez lorsque vous le mangez.

La protéine 7S est un bon endroit pour commencer à cartographier la saveur, avait déclaré Guiltinan, car elle est très abondante. Pourtant, ajoute Cakirer maintenant, terminant son chocolat chaud en une longue gorgée, chaque fève de cacao contient environ 500 composés aromatiques qui pourraient être impliqués dans la saveur que le 7S ne produit pas tous. "Il doit y avoir beaucoup plus de protéines impliquées dans la saveur globale du cacao. J'en suis sûre", dit-elle, "car la saveur du chocolat est vraiment complexe."

Pour voir d'où vient toute cette saveur de chocolat, Cakirer et moi visitons les serres de Penn State. Lorsque Cakirer m'a parlé pour la première fois de la serre à chocolat, elle l'a décrite comme étant « tellement géniale. La brume qui s'en dégage, elle est si épaisse, c'est comme si vous pouviez presque la sentir du bout des doigts. Vous serez tellement inspiré d'écrire à ce sujet ."

Les serres simulent les environnements tropicaux chauds où le cacao est cultivé. Un arôme crémeux, presque sucré, imprègne l'air. "Ça sent presque le beurre de cacao", dit Cakirer. Des dizaines de cacaoyers à feuilles vertes envahissent la pièce : des arbres noueux et noueux avec de longues branches des arbres touffus avec des masses de feuilles épaisses et sombres de petits bébés avec des branches fines et vertes et des feuilles délicates. Les cosses de haricots, selon une photo que Guiltinan a montrée lors d'une conférence, ont une peau épaisse de melon. They're football-shaped, and come in just about every color and texture one could imagine: red, yellow, green, beige, maroon smooth-skinned, rough, or bumpy.

Right now, Cakirer is determined to find a pod. She walks carefully through the small, quasi-jungles of chocolate trees, clearing passageways, gently bending branches in order to peer up the neck of a tree, where the pods grow. She stops every so often to explain something: "The really thin, light-green leaves you see? Those aren't weaker, or abnormal in relation to the thicker, greener leaves. They're just new," she says. "Hey! Found one!" Cakirer points out a seed pod: It's small, about the size of a fist, with a thick beige shell. Each pod contains 20 to 30 seeds, Cakirer explains, and each can express its own unique flavor: some might be sweeter, others more acidic, while others can be more bitter, all coming from the same pod. "Every bean represents a different plant," says Cakirer. "They're like different kids, different babies, even though they all come from the same mom."

As Guiltinan had explained, "The DNA gets shuffled like a deck of cards, and you get the different combinations. One parent could have a good flavor, and the other a bad flavor, and so the children could have one parent's flavor, or they could be in-between, a combination of the two flavors. That's why you make maps of the DNA, to figure out where these flavors come from." In order to figure out what flavors are produced by the 7S protein, Cakirer will extract the 7S from raw cacao beans, ferment it, and roast it, like the experiment done at the Botanisches Institut. The different smells may indicate the compounds in the different flavors of cocoa (e.g. a fruity smell would indicate ester), and will make it possible for Cakirer to trace the flavor back to the DNA.

Cakirer plans to continue studying the flavor of chocolate as a graduate student at Penn State. For her career, she wants to work in flavor chemistry. Recently, she visited a flavor house, which is where she'd eventually like to work. "I had always thought I was romanticizing it," she says, "but the flavor chemists, they hang onto it—the romanticizing. They thought of themselves as having an art. I ate lunch with them, and they brought it up every ten minutes, how flavor chemistry is really a craft."

We walk out of the greenhouse into the brisk, cold air outside. "When I was in high school," says Cakirer, "I was really good at visual arts, in a tenth-grade kind of way. I didn't talk much, but people kind of knew me by my art." Whenever she explains her project, Cakirer sketches ribbons and ribbons of DNA, long chains of ATCGCTCAGCGA. "I like to draw out the molecules," she says.

"I like the way it looks on paper, the visualness of it, the chains, the molecules, the arrows, getting a chemical reaction. It's kind of like sorcery. You can predict stuff, you can make stuff out of stuff that wasn't there before.

"I remember this chemistry teacher and this physics teacher in my high school," she says. "They were having some kind of contest, growing hot peppers to see which one of them could grow the hottest pepper. I always thought, Wow, it's so cool that a chemistry teacher could know that stuff, that maybe he'd know how to grow a hotter pepper because he knew so much about chemistry.

"It's just so cool that you could understand something like that, like flavor, with chemistry. But really, no matter how many charts and graphs you want to make up for it, the core of it is still the human nose, and the human sense of taste. It will always have a human aspect."


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Les deux parents ont les yeux bruns et les cheveux bruns. Ils ont des jumeaux et l'un a les cheveux bruns et les yeux bleus tandis que l'autre a les cheveux blonds et les yeux bleus. Quelles caractéristiques sont dominantes et comment le savez-vous ?

-Un premier cycle du Royaume-Uni

C'est une excellente question! D'un premier passage on conclurait que les yeux bleus et les cheveux blonds sont récessifs. Malheureusement, nous nous tromperions sur les cheveux blonds (et seulement en partie sur la couleur des yeux).

La façon dont vous déterminez si un trait est dominant ou récessif est de rechercher des modèles. Comme je l'expliquerai plus en détail plus tard, si un trait est récessif, il peut apparaître même si les deux parents n'ont pas ce trait. Une autre façon de savoir si un trait est récessif est de savoir si les deux parents et tous leurs enfants partagent ce même trait.

Dans notre cas ici, les deux parents ont les yeux marrons mais ils ont eu un enfant aux yeux bleus. Cela suit donc le premier modèle, ce qui signifie que les yeux bleus sont récessifs. Il en serait de même pour les cheveux blonds. Les deux parents avaient les cheveux bruns mais ils avaient un enfant aux cheveux blonds.

Comme je l'ai dit, cependant, nous aurions tort. Il s'avère que la couleur des yeux et la plupart des couleurs de cheveux sont bien trop compliquées pour être de simples traits dominants/récessifs.

Étonnamment, les parents aux yeux bleus ont parfois un enfant aux yeux bruns. Maintenant, ce n'est pas si courant, nous pouvons donc toujours dire que les yeux bleus sont principalement récessifs. Ce n'est pas vraiment vrai pour les cheveux blonds. Les parents blonds ont souvent des enfants aux cheveux plus foncés (ou même des roux).

C'est pourquoi vous ne pouvez pas simplement regarder une seule famille pour comprendre ce genre de choses. Vous devez regarder beaucoup, beaucoup de familles et beaucoup, beaucoup d'enfants. Ce n'est qu'alors que vous avez une chance de déterminer si un trait est dominant ou récessif.

Par exemple, imaginez que dans notre cas, les deux enfants avaient les yeux marrons. On pourrait conclure que les yeux marrons sont récessifs car tous les parents et enfants avaient la même couleur d'yeux. Mais ce n'est pas du tout correct. Si vous ne regardez qu'un exemple, vous pouvez manquer la bonne réponse !

En fait, c'est de là que viennent les idées fausses sur les lobes d'oreille attachés, le roulement de la langue et de nombreux autres traits dominants et récessifs prétendument simples. Les scientifiques ont sauté à la mauvaise conclusion en étudiant trop peu de familles.

L'une des principales raisons pour lesquelles les cheveux blonds et les yeux bleus (et tous ces autres traits) échouent en tant que véritables récessifs est qu'ils ne sont pas dus à un seul gène. Et les traits vraiment récessifs impliquent presque toujours un seul gène.

Bien sûr, ce n'est pas parce qu'un seul gène est impliqué que vous aurez à coup sûr un schéma dominant ou récessif clair. Le groupe sanguin ABO en est un excellent exemple.

Pour le reste de la réponse, je veux me concentrer sur les raisons pour lesquelles les traits dominants et récessifs suivent les modèles que j'ai décrits. Et pourquoi être dû à plus d'un gène peut tout perturber.

Pourquoi les modèles fonctionnent

Comme je l'ai mentionné, il serait assez facile de répondre à cette question si les cheveux blonds et les yeux bleus étaient dus à un seul gène. Voyons pourquoi.

Pour cela, nous allons nous concentrer sur un trait dominant qui est vraiment dû à un seul gène : la capacité de goûter le phénylthiocarbamide ou PTC. Le PTC est un produit chimique au goût amer semblable à celui que l'on trouve dans le brocoli et les choux de Bruxelles que trois personnes sur quatre peuvent goûter.

Avec ce trait, deux parents qui ne peuvent pas goûter le PTC ont rarement un enfant qui peut le goûter. Et parfois, les parents qui peuvent goûter le PTC ont un enfant qui ne peut pas le goûter. Cela correspond à nos schémas, ce qui signifie que la capacité de goûter le PTC est un trait dominant (et ne pas pouvoir goûter est un trait récessif). Creusons un peu plus pour voir pourquoi.

Il existe deux versions du gène qui détermine si vous pouvez goûter PTC—T et t. La version T vous permet de goûter PTC et pas la version t.

Un autre nom pour ces deux versions différentes du même gène sont les allèles. Le fait qu'une personne puisse ou non goûter le PTC dépend des allèles du gène qu'elle possède.

Si c'est tout ce qu'il y avait, alors il serait très difficile de voir pourquoi les dégustateurs avaient même des non-goûteurs. Pour comprendre cela, nous devons savoir que les gens ont deux copies de chaque gène. Ils reçoivent un exemplaire de leur mère et un de leur père.

Si une personne obtient deux copies de l'allèle T (donc son génotype est TT), alors il est clair qu'elle pourra goûter le PTC. La même idée est vraie s'ils obtiennent deux copies de l'allèle t. Dans ce cas ils seront tt et donc ne pourront pas goûter au PTC.

Cependant, si une personne obtient une copie de l'allèle T et l'un de l'allèle t, il s'avère qu'elle peut toujours goûter le PTC. Cela signifie que la dégustation de PTC (l'allèle T) est dominante car si vous obtenez une seule copie de l'un ou l'autre des parents, vous montrez cette version du trait. En d'autres termes, ces transporteurs peuvent goûter au PTC.

L'inverse est vrai pour ne pas pouvoir goûter le PTC (l'allèle t). Il est récessif, car il sera caché chaque fois qu'une personne aura une copie T du gène. Ainsi, la seule combinaison qui empêchera une personne de goûter le PTC est lorsqu'elle possède deux copies de l'allèle t (tt).

Nous sommes maintenant presque prêts à expliquer pourquoi les parents non-goûteurs ont rarement un enfant dégustateur et pourquoi les parents dégustateurs ont parfois un enfant qui ne peut pas goûter le PTC. La dernière pièce du puzzle dont nous avons besoin est que chaque parent transmette un seul de ses allèles à son enfant. Et cet allèle est choisi au hasard.

Nous sommes maintenant prêts à voir d'où viennent les motifs. Nous allons le faire en examinant trois scénarios différents.

Tout d'abord, imaginons deux parents sans goût. Voici à quoi cela pourrait ressembler génétiquement :

Tout d'abord, vous pouvez voir que les deux parents sont tt. C'est la définition d'un non-goûteur.

N'oubliez pas que chaque enfant recevra un allèle de maman et un de papa. Puisque les parents ne peuvent passer qu'un t, tous les enfants sont garantis d'être tt. Aucun d'entre eux ne pourra goûter au PTC. C'est pourquoi les parents avec un trait récessif ont aussi des enfants avec des traits récessifs*.

Regardons maintenant deux dégustateurs qui se trouvent être TT :

Encore une fois, ils n'ont qu'un seul allèle qu'ils peuvent transmettre… dans ce cas un T. Cela signifie que tous leurs enfants seront TT et pourront donc goûter le PTC.

Enfin, examinons deux dégustateurs qui portent un allèle caché de non-goûteur. Comme vous pouvez le voir, les deux parents sont Tt :

Dans ce cas, si maman et papa passent leur t à leur enfant, alors l'enfant sera tt. Cet enfant ne pourra pas goûter le PTC.

Mais bien sûr, ces parents n'ont pas besoin d'avoir un enfant qui ne peut pas goûter le PTC. En fait, chaque enfant n'a que 25 % de chances de devenir un non-goûteur. C'est pourquoi nous devons examiner de nombreuses familles pour déterminer si un trait est récessif ou dominant.

Dans une famille, les parents dégustateurs peuvent avoir tous les enfants dégustateurs même si les parents étaient porteurs. Cela ferait ressembler un dégustateur à un trait récessif, même si ce n'est pas le cas. Encore une fois, nous voyons l'importance de regarder beaucoup, beaucoup de familles.

*Même ce n'est pas 100 % pour PTC. Parfois, les parents qui ne peuvent pas goûter le PTC ont un enfant qui le peut. Cela peut se produire de plusieurs manières, mais la plupart du temps, ces parents ont un enfant qui ne peut pas goûter le PTC.

Différents modèles

Nous n'aurons pas le temps d'approfondir ici, mais s'il y a plusieurs gènes impliqués, ces modèles peuvent se décomposer assez rapidement. Cliquez ici pour un exemple avec la couleur des yeux et ici pour un avec le groupe sanguin.

Lorsque nous examinons de nombreuses familles pour la couleur des yeux, nous voyons un motif qui ressemble en quelque sorte aux yeux bleus récessifs et au brun dominant. Mais nous voyons aussi les parents aux yeux bleus plus qu'occasionnels avoir un enfant aux yeux bruns. Et nous n'ajoutons même pas de vert, de noisette et tout le reste !

La couleur des cheveux est un gâchis encore plus grand. Si nous examinons suffisamment de familles, nous avons tendance à voir beaucoup de mélanges. Un parent aux cheveux noirs et un parent aux cheveux clairs auront souvent un enfant avec une couleur intermédiaire. Noir + Blond = Brun !

Donc, dans l'ensemble, la réponse à votre question n'est ni l'un ni l'autre ! Cheveux blonds, cheveux bruns, yeux bleus, yeux bruns… aucun de ces traits n'est dominant ou récessif car ils ne sont pas dus à un seul gène. Ce qui à bien des égards est une bonne chose, car les traits multigéniques permettent toutes les merveilleuses variations que nous voyons autour de nous !


A taste map in the brain is a scattering of tiny flavor islands

Lemonade is both sweet and sour. Our tongue does the licking, but it’s our brain that tells us what we’re tasting. Cells processing sweet and sour are scattered all over the taste area, a new study shows.

jenifoto/iStock/Getty Images Plus

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Take a sip of lemonade and you taste an explosion of flavor. The sweetness of the sugar and the sourness of the lemons burst on your tongue. But the tongue doesn’t taste all by itself. It needs the brain to take chemical signals from food and turn them into what we sense as sweet and sour. Scientists didn’t quite understand how taste got mapped in the brain. Jusqu'à maintenant.

Every taste is a constellation of brain cells, winking on in different patterns as an animal experiences a flavor, this new study shows. Its findings show not only how taste works in the brain, but how incredibly important it is in our lives.

The study is an exciting one that shows small, widely-spaced neurons reacting to taste, says Ranier Gutiérrez. He’s a neuroscientist — someone who studies the brain — at the Center for Research and Advanced Studies of Mexico’s National Polytechnic Institute in Mexico City. He was not involved with the study. Gutiérrez gives taste in the brain a food-appropriate description, “a kind of ‘salt and pepper’ distribution.”

It didn’t have to be this way. Humans — and many other animals — have five senses: touch, sight, hearing, smell and taste. So far, scientists know that the brain processes each sense in one of two different ways.

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Touch, sight and hearing have what’s called a spatial, or topographical (Top-oh-GRAF-ih-kul), map in the brain. If you pet a dog with your fingers, the feeling will go to one spot in the brain that processes the touch from those fingers. If you brush the dog with your arm, that will go to a spot in the brain nearby. Each area of the brain that processes touch is laid out in a predictable pattern. For touch, the hip is next to the thigh, then the knee, then the shin and then the foot. It is like a map, going from Virginia to the Carolinas, Georgia and Florida. Sight and hearing also have predictable maps.

But smell is different. All the inputs from our nose go to the brain’s olfactory cortex (olfactory refers to smell). But that area isn’t organized at all. Instead of a map from one smell to another, it’s a scattered spray of brain-cell islands.

Taste the brain rainbow

Is taste more like touch? Or more like smell? To find out, neuroscientist Alfredo Fontanini and his colleagues at Stony Brook University, in New York, put a virus into the brains of mice. They were aiming for the gustatory cortex — the part of the brain that processes taste. The gustatory cortex is located just above and a little in front of your ears. It’s very close to areas that process both smell and touch.

The virus itself was harmless. It carried a tiny scrap of DNA that popped into the animals’ brain cells. That DNA contained instructions to make a protein that would glow when calcium levels surged inside the cell — a technique called calcium imaging.

This is an image of a mouse’s taste center in the brain. The different colors show neurons responding to tastes. You can see sweet (red) spread out at random, just like salt (blue), sour (yellow) and bitter (purple). Even water-responding cells (black) are scattered around. K. Chen et al, 2020

When brain cells known as neurons are handed a message to pass on (about the taste of lemonade, maybe), they do it by pushing loads of calcium atoms across their membranes. With the extra protein, the mouse cells would glow green when they got a message and calcium spiked up. The scientists could watch through a tiny prism as neurons fired and lit up.

Then the mice got different drinks. The drinks were sweet, sour, bitter, salty or just plain water. With each sip the mice took, Fontanini and his colleagues watched neurons activate. Some activated in response to the cue that drinks were available. Some lit up as the animal made the licking motion. And some lit up as the mice tasted the different drinks.

But the responses weren’t predictable. Some cells responded to both licking and sweet. Others reacted to sour and salty and the cue. Some lit up for bitter and sweet and salty. And they weren’t grouped together, either. A salt neuron might be right next to sweet or bitter.

This means that taste is probably organized in the brain more like smell than like touch. Taste patterns in the brain look like tiny islands in a vast sea. Or, as they fire in response to a taste, like winking stars in a dark brain sky. Fontanini and his colleagues published their results November 12 in Biologie actuelle.

Clearing up a debate

Many scientists weren’t sure what Fontanini would find. Some had thought there were organized hotspots of cells for each taste. Others had thought they were random islands. “This paper helped to clarify the debate,” explains Cecilia Bouaichi. She’s a graduate student in neuroscience at Florida State University in Tallahassee. She was not involved in the study.

The random placement could show just how important taste is to us, Fontanini notes. If the taste cortex was highly organized, damage in one spot could mean you lose one taste entirely.

“If the cortex is organized in these very specific hotspots, then the logical conclusion is that if you have a stroke in the sweet hotspot, you lose the perception of sweet,” Fontanini explains. Without sensing sweet, animals wouldn’t enjoy food as much. They wouldn’t want to seek it out. That might mean a quick death from starvation.

Tastes such as bitter can also signal something poisonous. Without taste, an animal might poison itself without knowing. So it’s useful for tastes to be scattered in many spots. “In theory, you could lose half of the [taste] cortex and still be able to perceive sweet,” he says.

One brain area, though, doesn’t give the whole taste story, Bouaichi notes. One important question remains unanswered: How, she asks, is the representation of taste in the brain integrated with other cues that come from the mouth? After all, our experience of food isn’t just taste. It’s smell and touch, too. It may be how these three interact in ways that help our brains taste the perfect, puckering sweet and sour of lemonade.

Mots de pouvoir

activate: (in biology) To turn on, as with a gene or chemical reaction.

atom: The basic unit of a chemical element. Atoms are made up of a dense nucleus that contains positively charged protons and uncharged neutrons. The nucleus is orbited by a cloud of negatively charged electrons.

la biologie: The study of living things. The scientists who study them are known as biologists.

calcium: A chemical element which is common in minerals of the Earth’s crust and in sea salt. It is also found in bone mineral and teeth, and can play a role in the movement of certain substances into and out of cells.

cellule: La plus petite unité structurelle et fonctionnelle d'un organisme. Généralement trop petit pour être vu à l'œil nu, il se compose d'un fluide aqueux entouré d'une membrane ou d'une paroi. Selon leur taille, les animaux sont constitués de milliers à des milliards de cellules. La plupart des organismes, tels que les levures, les moisissures, les bactéries et certaines algues, sont composés d'une seule cellule.

signal chimique: Un message composé de molécules qui sont envoyées d'un endroit à un autre. Les bactéries et certains animaux utilisent ces signaux pour communiquer.

collègue: Someone who works with another a co-worker or team member.

concentration: (in chemistry) A measurement of how much of one substance has been dissolved into another.

constellation: Patterns formed by prominent stars that appear to lie close to each other in the night sky. Modern astronomers divide the sky into 88 constellations, 12 of which (known as the zodiac) lie along the sun’s path through the sky over the course of a year. Cancri, the original Greek name for the constellation Cancer, is one of those 12 zodiac constellations.

cortex: The outermost part of an organ, such as the kidney or brain. Or the outer part of some microbes or plant, such as a tree's bark or a mango's rind. (in hair) The protein-based layer of a hair shaft (the layer responsible for a hair's color) that is below the cuticle.

ADN: (short for deoxyribonucleic acid) A long, double-stranded and spiral-shaped molecule inside most living cells that carries genetic instructions. Il est construit sur une épine dorsale d'atomes de phosphore, d'oxygène et de carbone. Dans tous les êtres vivants, des plantes et des animaux aux microbes, ces instructions indiquent aux cellules quelles molécules fabriquer.

Feu: (in neuroscience) The activation of a nerve or neural pathway.

saveur: The particular mix of sensations that help people recognize something that has passed through the mouth. This is based largely on how a food or drink is sensed by cells in the mouth. It also can be influenced, to some extent, by its smell, look or texture.

graduate student: Someone working toward an advanced degree by taking classes and performing research. This work is done after the student has already graduated from college (usually with a four-year degree).

gustation: (adj, gustatory) The sense of taste.

membrane: Une barrière qui bloque le passage (ou l'écoulement) de certains matériaux en fonction de leur taille ou d'autres caractéristiques. Les membranes font partie intégrante des systèmes de filtration. Beaucoup remplissent la même fonction que le revêtement extérieur des cellules ou des organes d'un corps.

neurone: An impulse-conducting cell. Such cells are found in the brain, spinal column and nervous system.

neurosciences: The field of science that deals with the structure or function of the brain and other parts of the nervous system. Researchers in this field are known as neuroscientists.

olfaction: (adj. olfactory) The sense of smell.

la perception: The state of being aware of something — or the process of becoming aware of something — through use of the senses.

prism: A triangular wedge of glass or another clear substance that can bend the components of white light into a rainbow-like succession of colored bands. (v.) To separate light into its component hues.

protéine: A compound made from one or more long chains of amino acids. Les protéines sont une partie essentielle de tous les organismes vivants. Ils forment la base des cellules vivantes, des muscles et des tissus, ils font également le travail à l'intérieur des cellules. Parmi les protéines autonomes les plus connues figurent l'hémoglobine (dans le sang) et les anticorps (également dans le sang) qui tentent de combattre les infections. Les médicaments agissent souvent en s'accrochant aux protéines.

Aléatoire: Something that occurs haphazardly or without reason, based on no intention or purpose.

sel: A compound made by combining an acid with a base (in a reaction that also creates water). The ocean contains many different salts — collectively called “sea salt.” Common table salt is a made of sodium and chlorine.

spatial: An adjective for things having to do with the space where something is located or the relationships in space between two or more objects.

stroke: (in biology and medicine) A condition where blood stops flowing to part of the brain or leaks in the brain.

goût: One of the basic properties the body uses to sense its environment, especially foods, using receptors (taste buds) on the tongue (and some other organs).

théorie: (in science) A description of some aspect of the natural world based on extensive observations, tests and reason. A theory can also be a way of organizing a broad body of knowledge that applies in a broad range of circumstances to explain what will happen. Unlike the common definition of theory, a theory in science is not just a hunch. Ideas or conclusions that are based on a theory — and not yet on firm data or observations — are referred to as theoretical. Scientists who use mathematics and/or existing data to project what might happen in new situations are known as theorists.

virus: Minuscules particules infectieuses constituées d'ARN ou d'ADN entourés de protéines. Les virus ne peuvent se reproduire qu'en injectant leur matériel génétique dans les cellules d'êtres vivants. Bien que les scientifiques se réfèrent fréquemment aux virus comme vivants ou morts, en fait, aucun virus n'est vraiment vivant. Il ne mange pas comme les animaux et ne fabrique pas sa propre nourriture comme le font les plantes. Il doit détourner la machinerie cellulaire d'une cellule vivante pour survivre.

Citations

Journal:​ ​​K. Chen, J.F. Kogan and A. Fontanini. Spatially distributed representation of taste quality in the gustatory insular cortex of behaving mice. Biologie actuelle. Vol. 31, published online November 12, 2020. doi: 10.1016/j.cub.2020.10.014.

À propos de Bethany Brookshire

Bethany Brookshire était une rédactrice de longue date à Actualités scientifiques pour les étudiants. Elle a un doctorat. en physiologie et pharmacologie et aime écrire sur les neurosciences, la biologie, le climat et plus encore. Elle pense que les Porgs sont une espèce envahissante.

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