Prva detaljna „mirisna mapa“ otkriva kako nosevi prate mirise

Mirisni receptori u nosu miša mapirani su do detalja – što menja dosadašnje shvatanje istraživača o tome kako nosevi grade čulo mirisa, piše Nature.

Istraživanje, objavljeno u žurnalu Cell, pokazuje kako je oko 1.100 mirisnih receptora izraženih na senzornim neuronima organizovano na strogo regulisanim prostornim lokacijama u epitelnom tkivu koje oblaže nosnu šupljinu. Druga studija, takođe objavljena u žurnalu Cell, pruža komplementaran atlas ekspresije mirisnih receptora u mirisnom epitelu i njihove neuronske veze sa mirisnim bulbusom u mozgu.

Preporučujemo

- Već 30 godina učimo studente da je mirisni epitel miša podeljen na nekoliko širokih zona, unutar kojih je izbor receptora suštinski nasumičan. Ovo je prekretnički rad koji menja jedan od osnovnih udžbeničkih modela organizacije čula mirisa – rekao je Johan Lundstrem, psiholog i eksperimentalni neuronaučnik sa Instituta Karolinska u Stokholmu.

U studiji su istraživači ispitali oko pet miliona neurona stotina pojedinačnih miševa. Prvo su koristili sekvenciranje pojedinačnih ćelija kako bi identifikovali koji su mirisni receptori izraženi u neuronima u nosu, a zatim su koristili prostornu transkriptomiku da mapiraju gde se ključni geni eksprimiraju. To im je omogućilo da precizno odrede gde se receptori nalaze i pokažu da su uvek raspoređeni u horizontalne pruge koje se protežu od vrha do dna nosa.

- Svaki receptor zauzima određeni položaj u nosu. Pošto u nosu postoji hiljadu položaja, svaki receptor je izražen u suštini u obliku pruge koja se preklapa sa prugama drugih receptora, u hiljadu preklapajućih traka – rekao je koautor studije Sandip Robert Data, neurobiolog sa Harvardske medicinske škole u Bostonu.

Data i njegove kolege predlažu da je ovo prostorno mapiranje organizovano tokom razvoja i da ga kontrolišu grupe gena. Autori su otkrili da molekul zvan retinoična kiselina ima ključnu ulogu u ovom procesu. Otkrili su gradijent u količini retinoične kiseline prisutne na različitim tačkama u nosu. Menjanjem nivoa ekspresije ovog molekula, pokazali su da on pomaže u kontroli genske aktivnosti, usmeravajući svaki neuron da izrazi ispravan tip mirisnog receptora za svoju lokaciju.

- U ovoj oblasti je bilo mnogo polemika o tome kako je sve ovo mapirano, a ovo istraživanje to definitivno rešava. Mislim da ono zaista menja način na koji ljudi razmišljaju o olfaktornom sistemu i jednostavno rešava ogroman problem u struci o tome kako se mapiranje odvija – rekao je Džoel Mejnland, olfaktorni neuronaučnik iz Centra za hemijska čula Monel u Filadelfiji.

Datin tim je takođe pokazao da se mapa receptora u nosu ogleda u sličnim obrascima ekspresije gena u olfaktornom bulbu, baš kao što se organizacija mapa u mozgu za dodir, sluh i vid podudara sa onima njihovih odgovarajućih receptora.

- To znači da mape u nosu i mozgu nisu dva odvojena problema koja sistem mora da reši, već dva očitavanja iste razvojne logike – rekao je Lundstrem.

Data smatra da ovaj rad ima implikacije na korišćenje matičnih ćelija za popravku čula mirisa – osobi bi bile potrebne sve pruge da bi detektovala pun spektar mirisa.

- To znači da te matične ćelije moraju da zauzmu čitav prostorni opseg nosa kako bi ga popravile. Ne možete samo ubrizgati matične ćelije na jedno mesto i očekivati da će vam se čulo mirisa oporaviti – rekao je on.

Iako je istraživanje rađeno na miševima, Data veruje da isti sistem postoji i kod ljudi. Njegov tim sada traži prostorne mape u ljudskom tkivu i pokušava da poveže različite mirise sa prugama receptora.

(Telegraf Nauka/Nature)