Усовершенствованный обонятельный рецептор в лаборатории помогает по-новому взглянуть на то, как работает наше чувство запаха

У человека около 400 обонятельных рецепторов (ОР), но учёным было трудно найти лиганды, которые соответствовали бы большинству из них в лабораторных условиях. Это приводило к недостаточному пониманию того, как определённые запахи распознаются в нашем мозге.

До сих пор в исследованиях было выявлено только 71 взаимодействие рецептор-лиганд человека, часто с низкой чувствительностью в анализах. Учёные столкнулись с проблемой слабой экспрессии ОР in vitro в лабораторных условиях, что ограничивало идентификацию пар рецептор–одорант.

В 2004 году в области обонятельной науки появился прогресс в виде гипотезы, получившей Нобелевскую премию, под названием «комбинаторная модель».

Согласно этой модели, восприятие одного одоранта обеспечивается несколькими ОР. Однако новое исследование, опубликованное недавно в Current Biology, рисует несколько иную картину.

Группа швейцарских исследователей модифицировала С-концевые домены ОР, что привело к значительному повышению экспрессии ОР на клеточной поверхности и чувствительности в лабораторных условиях. Это позволило группе протестировать, какие ОР реагируют на различные запахи, такие как амбра, роза, ваниль и корковое вино.

Используя этот метод, они смогли «разорвать сиротство» нескольких ОР, то есть найти для них соответствующие лиганды, что привело к выявлению новых ОР для одорантов. Интересно, что метод значительно повысил чувствительность.

Результаты исследования

Для всех ОР, исследованных в этом исследовании, медиана составляет 1,6 × 10⁻⁶ М, что подтверждает примерно 100-кратное улучшение чувствительности анализа для «разорванных сиротских» ОР.

Хотя для восприятия некоторых одорантов всё ещё может потребоваться несколько ОР, результаты показали, что отдельные ОР могут доминировать в восприятии определённых сигнатурных одорантов. Эта специфичность, с которой были идентифицированы некоторые ОР, особенно интригует, намекая на то, что комбинаторная модель может быть не универсальной, по крайней мере, не во всех случаях.

Авторы исследования пишут: «Примечательно, что мы идентифицировали высокоспецифичные ОР, которые, по-видимому, отвечают за специфические дескрипторы запаха или перцепты, связанные со сложными группами одорантов. Таким образом, ОР2М2, ОР2А25 и ОР10Г3 связывают химически различные структуры, но имеют одинаковое описание запаха «грейпфрут», «розовое» или «ванильное».

В некоторых случаях было обнаружено, что одоранты, такие как Arborone, могут быть достаточно обнаружены с помощью одного ОР, несмотря на то, что предыдущие исследования показали, что он будет связываться по крайней мере с 10 ОР.

Данные для других 21 ОР, подробно охарактеризованных в настоящее время, указывают на то, что обоняние человека, по крайней мере, для сигнатурных одорантов с отчётливым восприятием, является гораздо более фармакологическим, то есть с конкретным лигандом, связывающимся с основным целевым ОР, который сам по себе распознаёт ограниченную структуру лиганда, тем самым вызывая ощущение определённого направления запаха.

Тем не менее группа отмечает, что необходима дальнейшая оптимизация метода, поскольку он может позволить экспрессировать больше ОР, а чувствительность in vitro всё ещё может не полностью соответствовать обонянию человека in vivo. Более глубокое понимание пар рецептор-лиганд может в конечном итоге привести к улучшению технологий, связанных с обнаружением порчи пищевых продуктов или загрязнителей окружающей среды.

Больше из раздела [Biology and Medical](https://www.physicsforums.com/forums/biology-and-medical.82/)

Источник

Усовершенствованный обонятельный рецептор в лаборатории помогает по-новому взглянуть на то, как работает наше чувство запаха

В 2004 году в области обонятельной науки появился прогресс в виде гипотезы, получившей Нобелевскую премию, под названием «комбинаторная модель».

Результаты исследования

Другие новости по теме

Другие новости на сайте