Tudósok most először készítettek részletes, átfogó térképet a rágcsálók orrának szaglóreceptorairól, és az eredmény több meglepő felismerést hozott. A korábbi feltételezésekkel ellentétben a receptorok nem véletlenszerűen oszlanak el az orrüreg nyálkahártyáján, hanem jól meghatározott, keskeny sávokba rendeződnek. Ez a finom szerveződés új megvilágításba helyezi, hogyan dolgozza fel a szagokat az érzékelő periféria.
Minden szaglósejt egyetlen receptor típust fejez ki a körülbelül 1 172 különböző receptor közül, amelyeket a egérgenom kódol. Ez azt jelenti, hogy több millió sejtből álló hálózatban minden egyes sejt nagyon specifikus molekuláris információt közvetít. A kutatás szerint az ilyen precíz elrendezés segítheti az agyat abban, hogy gyorsan és megbízhatóan azonosítsa a különböző illatokat.
A munka a Cell folyóiratban jelent meg, és fontos lépést jelent a szaglás mechanizmusának megértésében. Az eredmények nemcsak alapkutatói szempontból izgalmasak, hanem hosszabb távon hozzájárulhatnak a szaglásvesztés kezelési lehetőségeinek feltárásához is.
Hogyan készítették el a részletes orr térképet?
A kutatók a modern molekuláris módszerek kombinációjára támaszkodtak, amelyek lehetővé tették számukra, hogy sejtszinten azonosítsák, melyik sejt melyik receptort fejezi ki. Az alkalmazott technikák között szerepelt az egysejtes szekvenálás és a spaciális transzkriptomika, amelyek együtt adtak képet arról, hogy a receptorok térben hol helyezkednek el az orrnyálkahártyában.
A hatalmas adatbázis több mint 5,5 millió neuront és több mint 300 laborból származó egyedmintát tartalmazott, így a kutatók közös mintázatokat tudtak feltárni. Az eredmény egy színskálával jelzett térkép lett, amely százakra vagy ezrekre bontható, átfedő sávokat mutat a különböző receptorok elhelyezkedéséről.
A csapat munkája során egyértelművé vált, hogy a receptorok kiterjedt, mégis rendezett sávokban oszlanak meg: a kutatók ezt a látványos elrendeződést „szépen rendezett sávoknak” nevezték. Ez a struktúra arra utal, hogy az orrban lévő elrendeződés szoros kapcsolatban állhat azzal, ahogyan az agy feldolgozza a szaginformációkat.
A szaglóperiféria és az agy közötti pontos kapcsolat
A vizsgálatok kimutatták, hogy ugyanazt a receptort kifejező sejtek nem véletlenszerűen csatlakoznak az agyba, hanem mind ugyanarra a konkrét pontra irányulnak az első számú szaglóközpontban, az olfaktorikus burokban. Ez azt jelenti, hogy a peremi térkép pontosan illeszkedik az agyi térképhez, vagyis a két réteg működésben összhangban van.
A kutatók felhívták a figyelmet az érzékelő rendszer elképesztő komplexitására: az egerekben mintegy 20 millió szaglóneuron van, amelyek több mint ezer receptor típust fejeznek ki, szemben például a látással, ahol csupán néhány fő típus felelős a színek érzékeléséért. Ez a bonyolultság magyarázhatja a szaglás finomságát és érzékenységét.
A munkában további fontos molekuláris szabályozó tényezőt is azonosítottak: a térkép kialakulásában szerepet játszhat a retinsav nevű jelanyag. Kísérleti módosításokkal — ha a retinsav szintjét megemelték vagy csökkentették — a receptorok elhelyezkedése felfelé vagy lefelé tolódott, ami arra utal, hogy ez a molekula befolyásolja a sejtek helyi térbeli identitását és az orrtérkép felépítését.
Végezetül a kutatók azt is vizsgálják, hogy ezek a mechanizmusok milyen mértékben érvényesülnek az emberi orrban, ahol kevesebb receptor típus található. Ha az alapelvek hasonlóak, az új ismeretek segíthetnek jobban megérteni és kezelni a szaglásvesztést és annak pszichés következményeit.
© Datta Lab
Forrás: LiveScience.com ↗̱
