1

ihmisellä on noin 400 erilaista erikoisanturia, joita kutsutaan hajureseptoriproteiineiksi, jotka jotenkin toimivat yhdessä havaitakseen monenlaisia hajuja.

”sen ymmärtäminen, miten tämä valtava reseptorijoukko koodaa hajuja, on haastava tehtävä”, sanoo tutkimuksen vetäjä, Monellin molekyylibiologi Joel Manner. ”Näiden 400 reseptorin aktivaatiomalli koodaa sekä hajun voimakkuutta että laatua-esimerkiksi tuoksuipa se vaniljalta tai savulta-niille kymmenille tuhansille eri hajuille, jotka edustavat kaikkea, mitä haistamme. Juuri nyt kukaan ei tiedä, miten aktiivisuusmallit muuntuvat signaaliksi, jonka aivomme rekisteröivät hajuksi.”

ongelman monimutkaisuutta lisää se, että taustalla oleva aminohappojärjestys voi vaihdella hieman jokaisella 400 reseptoriproteiinilla, jolloin kullekin reseptorille muodostuu yksi tai useampi muunnos. Jokainen reseptorimuunnos reagoi hajuihin hieman eri tavalla ja muunnokset jakautuvat yksilöille siten, että lähes jokaisella on omanlaisensa hajureseptorien yhdistelmä.

saadakseen paremman käsityksen hajureseptorien vaihtelun laajuudesta ja siitä, miten tämä vaikuttaa ihmisen hajuhavaintoihin, Manner ja hänen yhteistyökumppaninsa käyttivät suuritehoisten määritysten yhdistelmää mitatakseen, miten yksittäiset reseptorit ja yksittäiset ihmiset reagoivat hajuihin. Nature Neuroscience-lehdessä julkaistut tulokset antavat kriittisen askeleen kohti käsitystä siitä, miten hajureseptorit koodaavat hajumolekyylien voimakkuutta, miellyttävyyttä ja laatua.

tutkijat kloonasivat ensin 511 tunnettua ihmisen hajureseptorien muunnosta ja upottivat ne isäntäsoluihin, joita on helppo kasvattaa laboratoriossa. Seuraava vaihe oli mitata, reagoiko kukin reseptorimuunnos paneeliin, jossa oli 73 erilaista hajumolekyyliä. Tässä prosessissa tunnistettiin 28 reseptorivarianttia, jotka reagoivat ainakin yhteen hajumolekyylistä.

tutkijat tarkastelivat seuraavaksi 16 hajureseptorigeenin DNA: ta ja havaitsivat diskreettien reseptoreiden geeneissä huomattavaa vaihtelua.

käyttämällä pitkälle kehitettyä matemaattista mallinnusta näiden tulosten ekstrapoloimiseksi Manner ennustaa, että minkä tahansa kahden yksilön hajureseptorit eroavat toisistaan noin 30 prosenttia. Tämä tarkoittaa sitä, että kahden satunnaisesti valitun yksilön 400 hajureseptorista noin 140 eroaa siinä, miten ne reagoivat hajumolekyyleihin.

ymmärtääkseen, miten yhden hajureseptorin vaihtelu vaikuttaa hajuhavaintoihin, tutkijat tutkivat reaktioita hajuihin yksilöillä, joilla on erilaisia or10g4-reseptorin variantteja. He havaitsivat, että or10g4-reseptorin vaihtelut liittyivät siihen, miten ihmiset kokevat guaiakolin voimakkuuden ja miellyttävyyden, molekyylin, jolla usein kuvataan olevan ”savuinen” ominaisuus.

meneillään olevassa tutkimuksessa suhteutetaan satojen ihmisten hajureseptorirepertuaari siihen, miten nämä ihmiset reagoivat hajuihin. Aineiston avulla tutkijat voivat tunnistaa lisää esimerkkejä siitä, miten muutokset yksittäisissä reseptoreissa vaikuttavat hajuaistimukseen.

”pitkän aikavälin tavoite on selvittää, miten reseptorit koodaavat hajumolekyylejä niin hyvin, että voimme itse asiassa luoda minkä tahansa haluamamme hajun manipuloimalla reseptoreita suoraan”, Manner sanoi. ”Pohjimmiltaan tämä antaisi meille mahdollisuuden ’digitoida’ hajuaisti.”