Tim istraživača objavio je prvu detaljnu mapu mirisnih receptora miša koja otkriva stotine uskih, preklapajućih pruga ekspresije umesto ranije pretpostavljane slučajne raspodele. Studija u Cellu koristila je single-cell sequencing i spatial transcriptomics na ~5,5 miliona neurona iz više od 300 miševa. Neuroni sa istim receptorom ciljaju ista mesta u olfaktornom bulbusu, a molekul retinoična kiselina (RA) utiče na pozicioniranje pruga. Dalja istraživanja ispituju primenljivost otkrića na ljude i mogućnosti terapije za gubitak mirisa.
Prva detaljna mapa mirisnih receptora miša otkriva iznenađujuće „pruge” u nosu
This microscope photo of a cross section of a mouse nose shows scent-sensing neurons in green, as well as dying neurons in red. | Credit: Datta Lab
Naučnici su kreirali prvu sveobuhvatnu mapu mirisnih receptora u nosnoj sluzokoži miša i otkrili neočekivanu, visoko organizovanu strukturu koja menja dosadašnje predstave o tome kako radi čulo mirisa.
Prethodno se smatralo da su olfaktorni receptori nasumično raspoređeni, ali nova studija objavljena u časopisu Cell pokazuje da su receptori razmešteni u stotine uskih, delimično preklapajućih pruga. Svaka olfaktorna senzorna ćelija u nosu uglavnom eksprimira jedan od 1.172 gena za receptore prisutnih u mišjem genomu.
Kako su došli do toga
Tim je iskoristio kombinaciju naprednih metoda: single-cell sequencing (sekvenciranje pojedinačnih ćelija) da identifikuje koji receptor svaka ćelija eksprimira i spatial transcriptomics da locira te ćelije u prostoru sluzokože. Analizom oko 5,5 miliona neurona prikupljenih iz preko 300 laboratorijskih miševa, istraživači su složili mapu sa više od hiljadu jasno definisanih pruga ekspresije receptora.
A map of the thousand types of smell receptors in the scent-sensing tissue of a mouse nose, labeled by a color gradient. The bottom inset shows the precise spatial positions of specific smell receptors in the nose. | Credit: Datta Lab
Glavna otkrića
Neuroni koji u nosu eksprimiraju isti receptor ciljaju ista mesta u olfaktornom bulbusu — primarnom centru za obradu mirisa u mozgu. Drugim rečima, mapa u nosu je fino usklađena sa mapom u mozgu, što ukazuje na sistemsku organizaciju čula mirisa sličnu mapama koje koriste vid ili sluh.
Istraživanje je takođe identifikovalo molekul retinoičnu kiselinu (RA) kao verovatnog vodiča koji utiče na to koji receptor ćelija eksprimira u određenoj lokaciji. Eksperimentalno dodavanje ili uklanjanje RA pomeralo je položaje pruga gore-dole, što sugeriše da RA pomaže u određivanju prostorne organizacije receptora.
Značaj i dalje neodgovorena pitanja
Miševi imaju približno 20 miliona olfaktornih neurona i preko hiljadu tipova receptora — znatno više nego što ljudi imaju, ali osnovne organizacione principe moguće je prenositi. Ipak, još nije jasno u kojoj meri se isti princip prostorne organizacije primenjuje na ljudski nos. Razumevanje tih mehanizama može pomoći u razvoju terapija za gubitak mirisa (anosmiju) i ublažavanju njenih posledica, uključujući povećan rizik od depresije.
Dalji rad tima fokusiraće se na pitanje zašto su pruge raspoređene u baš tom redosledu i da li se slična arhitektura nalazi i kod ljudi.
Ovo otkriće otvara nova pitanja o tome kako prostorna organizacija receptora utiče na percepciju mirisa i kako se ta znanja mogu iskoristiti u medicini i biotehnologiji.
Pomozite nam da budemo bolji.
