Ученые изучили мышиный нос и пришли к неожиданному выводу
Ученые составили детальную карту обонятельных рецепторов в носовой полости мыши, которая раскрыла ряд неожиданных закономерностей в работе этого фундаментального чувства.
Ранее считалось, что обонятельные рецепторы распределены по слизистой оболочке носа случайным образом. Однако новая карта, первая в своем роде, демонстрирует, что они обладают четкой структурой: разные типы рецепторов организованы в плотные полосы. Работа дает новые ключи к пониманию механизмов обоняния.
Запахи улавливаются обонятельными сенсорными нейронами. Каждый из них экспрессирует один из 1172 рецепторов, закодированных в ДНК мыши, и каждый рецептор распознает определенный тип запаха.
Известно, что такие чувства, как осязание, зрение и слух, используют сенсорные карты. Например, в слуховой системе разные частоты кодируются в различных участках улитки внутреннего уха, откуда информация поступает в мозг. Раньше считалось, что обоняние не использует подобного картирования. Однако за последние шесть-семь лет новые методики позволили ученым изучить около 5,5 миллиона нейронов у более чем 300 мышей и детально проанализировать, какие гены активны в разных клетках носа.
Один из таких методов — одноклеточное секвенирование. Он дает возможность изучать каждый отдельный зрелый обонятельный сенсорный нейрон и определять, какой именно рецептор в нем экспрессируется. Другой метод — пространственная транскриптомика, он помогает точно локализовать эти рецепторы.
Используя полученные данные, команда ученых создала карту более чем 1100 обонятельных рецепторов в мышином носу. Она выявила тысячу отдельных полос экспрессии рецепторов запаха, которые пересекаются, но при этом остаются высокоупорядоченными. Исследователи обнаружили, что нейроны, экспрессирующие один и тот же рецептор, проецируются на одну и ту же область обонятельного бугорка — главного центра обработки информации о запахах в мозге. Таким образом, карта в носу точно соответствует карте в мозге.
Примечательно, что расположение примерно 1100 типов рецепторов оказалось практически идентичным у всех лабораторных мышей, участвовавших в исследовании. Также была идентифицирована молекула ретиноевая кислота (RA), которая, вероятно, направляет каждый нейрон на экспрессию правильного рецептора в зависимости от его локализации. Добавление либо удаление RA приводило к смещению карты рецепторов вверх или вниз, что позволяет предположить: эта молекула может играть ключевую роль в контроле положения нейронов и их функционального влияния. Статья об этом опубликована в журнале Cell.
Ранее сообщалось, что продолжавшийся 20 лет эксперимент по клонированию мышей прервался на 58-м поколении. Исследование показало, что повторное размножение приводит к накоплению фатальных генетических мутаций. В период с 2005-го по 2025 годы команда из Японии вывела 1206 клонов грызунов от одной самки-донора.