Vedci vytvorili prvú podrobnú mapu čuchových receptorov v nose. Sú celkom iné ako doteraz známe učebnicové modely usporiadania čuchových receptorov pri myšiach. To zmenilo doterajšie chápanie vedcov o tom, ako nos zachytáva pach.
Zmenilo sa naše chápanie toho, ako nos funguje pri vnímaní pachov. Zdroj: iStock/Maryviolet
Odborníci preskúmali asi 1 100 čuchových receptorov a vytvorili doplnkovú mapu čuchových receptorov v čuchovom epiteli a ich neurónových spojení s mozgom. Doteraz si mysleli, že čuchový epitel myši je rozdelený na niekoľko širokých zón, v rámci ktorých je rozloženie receptorov v podstate náhodné. Prelomová štúdia však túto informáciu vyvracia.
V rámci štúdie vedci preskúmali približne päť miliónov neurónov zo stoviek myší. Najskôr pomocou sekvenovania jednotlivých buniek zistili, ktoré čuchové receptory v neurónoch nosa prezentujú genetickú informáciu na povrchu bunky, a neskôr zmapovali miesta, kde sa prezentujú kľúčové gény. To im umožnilo presne určiť polohu receptorov a preukázať, že sú vždy usporiadané do horizontálnych pruhov, ktoré prebiehajú od hornej časti nosa až po dolnú.
„Každý receptor zaujíma v nose konkrétnu pozíciu. Keďže v nose je tisíc pozícií, každý receptor sa v podstate exprimuje v pruhu, ktorý sa prekrýva s pruhmi iných receptorov, v tisícke prekrývajúcich sa pruhov,“ uviedol spoluautor štúdie Sandeep Robert Datta, neurobiológ z Lekárskej fakulty Harvardovej univerzity v Bostone v štáte Massachusetts.
Mikroskopická snímka priečneho rezu nosom myši. Myš bola geneticky modifikovaná tak, aby v čuchových neurónoch exprimovala zelený fluorescenčný proteín. Malá skupina odumierajúcich neurónov je označená červenou farbou. Zdroj: Datta Lab
Neurobiológ a jeho kolegovia navrhujú, že toto priestorové mapovanie sa organizuje počas vývoja a riadi ho súbor génov. Autori zistili, že molekula nazývaná retinoová kyselina zohráva v tomto procese kľúčovú úlohu. Objavili gradient v množstve retinoovej kyseliny prítomnej v rôznych bodoch nosa. Úpravou množstva, v akom sa táto molekula prejavovala, ukázali, že pomáha riadiť génovú aktivitu a vedie každý neurón k tomu, aby prejavoval správny typ čuchového receptora pre svoju polohu. Toto zistenie mení spôsob, ako ľudia vnímajú čuchový systém.
Mozog je spojený s nosom
Mapa nosových receptorov sa odzrkadľuje v podobných vzoroch génovej expresie v čuchovej žľaze, podobne ako sa mapy v mozgu pre hmat, sluch a zrak zhodujú s mapami príslušných receptorov. Podľa vedcov to znamená, že nos a mozog nie sú dva oddelené komplexy, ale navzájom spolu súvisia.
Vďaka týmto zisteniam môžeme niekedy v budúcnosti využiť kmeňové bunky na obnovu čuchu, keďže človek by potreboval všetky receptory a pruhy, aby dokázal rozoznať celý rozsah vôní. To znamená, že tieto kmeňové bunky musia obsadiť celý priestorový rozsah nosa, aby ho mohli obnoviť.
Hoci zatiaľ ide iba o výskum na myšiach, Sandeep Robert Datta si myslí, že rovnaký systém existuje aj u ľudí. Jeho tím teraz hľadá priestorovú mapu v ľudskom tkanive a snaží sa priradiť jednotlivé vône k rozličným pruhom receptorov.
Zdroj: Nature
(RR)
