Показана зависимость обоняния от знакомых запахов

Британские, американские и бразильские ученые в экспериментах на мышах обнаружили, что обонятельное восприятие индивидуально и обусловлено как генетическими факторами, так и условиями окружающей среды. Результаты работы опубликованы в журнале eLife.

Обонятельный анализатор значительно превосходит все остальные по числу типов рецепторов — так, у мыши их больше тысячи, и каждый из примерно 10 миллионов обонятельных нейронов экспрессирует один тип этих рецепторов. Отдельный запах стимулирует уникальную для него комбинацию рецепторов, что позволяет различать широкий спектр обонятельных стимулов и их оттенков. Из-за сложности устройства анализатора то, как обоняние варьирует у разных представителей одного биологического вида, и от чего это зависит, было изучено недостаточно.

Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники Института Сенгера с коллегами из других научных центров применили секвенирование матричной РНК для количественного анализа каждого из 1115 подтипов обонятельных нейронов у родственных и неродственных генетически мышей. С помощью этой же методики они оценили влияние на состав этих нейронов окружающей среды, добавляя в питьевую воду животных различные ароматизаторы.

Выяснилось, что количественный состав нейронов, экспрессирующих разные обонятельные рецепторы, значительно различается у различных пород мышей. При этом такие различия в наибольшей степени контролируются генетическими вариантами регуляторных элементов генов рецепторов и не зависят от функции рецепторных белков, активности обонятельных нейронов и продолжительности их жизни (обонятельные нейроны, в отличие от большинства прочих, постоянно обновляются).

Также оказалось, что регулярное действие определенных запахов может в небольшой, но значимой степени влиять на количественный состав обонятельных нейронов с различными типами рецепторов. В частности, число нейронов, воспринимающих привычный запах, немного увеличивается за счет уменьшения числа нейронов, которые в конкретных условиях окружающей среды остаются незадействованными.

Таким образом, количественный состав обонятельных нейронов и, следовательно, чувствительность к конкретным запахам зависят как от генетики (в большей степени), так и от окружающей среды (в меньшей степени), что формирует индивидуальный профиль обоняния для каждой особи.

Полученные результаты могут найти применение в персонализированной медицине, в частности, при лечении расстройств обоняния. Они также дают информацию об организации и функционировании нейронов. «Нейроны обонятельной системы имеют множество связей с другими нейронами мозга, и их изучение может помочь в понимании развития нервной системы», — пояснил ведущий автор работы Даррен Логан (Darren Logan).

В последние годы различным научным коллективам удалось показать, что обонятельные рецепторы присутствуют не только в слизистой оболочке носа, но и в других тканях организма. Так, они регулируют восстановление кератиноцитов кожи, подвижность спермы, пролиферацию клеток рака простаты и гепатокарциномы, а также тонус гладкомышечных клеток бронхов.

Олег Лищук