Обоняние — очень сильное чувство. Оно сигнализирует вашему телу о том, будет ли что-то вкусным (или ужасным), что вы наконец-то дома, что вот-вот пойдет дождь, или что пришла весна, или что собаке нужно искупаться. Но из всех органов чувств обоняние, пожалуй, наименее изучено.
Теперь ученые приблизили нас к пониманию этого загадочного чувства, создав подробную карту, показывающую расположение тысяч различных типов обонятельных рецепторов, встроенных в нос мышей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.
Результат просто завораживает.
«Обоняние — это нечто загадочное, — говорит ведущий автор исследования нейробиолог Сандип Датта. — Это чувство, для которого долгое время отсутствовала четкая схема».
В носу мыши находится около 20 миллионов обонятельных нейронов, каждый из которых экспрессирует один из тысяч типов клеточных рецепторов. Каждый из этих нейронов передает информацию о запахе от носа к мозгу.
Датта и его команда секвенировали гены примерно 5 миллионов отдельных клеток носовой ткани, получив таким образом набор данных, содержащий около 2,3 миллиона обонятельных сенсорных нейронов.
Затем они определили местоположение активных генов, связанных с обонятельными рецепторами.
«Наши результаты вносят порядок в систему, которая ранее считалась неупорядоченной, что меняет наше концептуальное представление о том, как она работает», — говорит Датта.
Ранее у ученых возникали трудности с обнаружением рецепторов, и они предполагали, что их расположение должно быть случайным: любой обонятельный сенсорный нейрон может экспрессировать любой из 1100 возможных обонятельных рецепторов.
Однако новая карта показывает, что тип рецепторов, экспрессируемых этими нейронами, во многом зависит от специфического порядка их расположения.
Вследствие этого они образуют градиент рецепторов в виде узких горизонтальных полос, простирающихся от верхней до нижней части носа.
Как пишут Датта и его команда в своей статье пространственная упорядоченность в обонятельной системе «возникает из непрерывно изменяющегося транскрипционного кода, который точно организует множество отдельных каналов, ответственных за обоняние».
Дальнейшие эксперименты показали, что эта структура регулируется природной ретиновой кислотой — молекулой, способной изменять экспрессию генов внутри клеток.
Используя лекарственные препараты для регулирования уровня ретиноевой кислоты у мышей, команда смогла изменить градиент обонятельных рецепторов в носу.
Они также обнаружили, что расположение рецепторов в носу соответствует организации обонятельной луковицы головного мозга.
Команда надеется, что, лучше изучив анатомию обоняния у мышей, они смогут лучше понять, что происходит и в человеческом носу.
Конечно, между носами мышей и людей существует множество различий, но, будучи млекопитающими, мы, как правило, имеем некоторые физические и генетические сходства.
Понимание того, как на самом деле работает обоняние, однажды может помочь нам понять, как восстановить его у людей, утративших это обогащающее мир чувство.
«Запах оказывает действительно глубокое и всеобъемлющее воздействие на здоровье человека, поэтому его восстановление необходимо не только для удовольствия и безопасности, но и для психологического благополучия», — говорит Датта. «Мы не сможем избавиться от запахов, не понимая, как они работают на базовом уровне».
