1
människor har cirka 400 olika typer av specialiserade sensorer, kända som luktreceptorproteiner, som på något sätt arbetar tillsammans för att upptäcka en stor variation av lukt.
”att förstå hur detta enorma utbud av receptorer kodar för lukt är en utmanande uppgift”, säger studieförfattaren Joel Mainland, PhD, en molekylärbiolog vid Monell. ”Aktiveringsmönstret för dessa 400 receptorer kodar både intensiteten hos en lukt och kvaliteten-till exempel om det luktar vanilj eller rök-för de tiotusentals olika luktarna som representerar allt vi luktar. Just nu vet ingen hur aktivitetsmönstren översätts till en signal som vår hjärna registrerar som lukten.”
förutom problemets komplexitet kan den underliggande aminosyrasekvensen variera något för var och en av de 400 receptorproteinerna, vilket resulterar i en eller flera varianter för var och en av receptorerna. Varje receptorvariant svarar på lukt på ett något annorlunda sätt och varianterna fördelas över individer så att nästan alla har en unik kombination av luktreceptorer.för att få en bättre förståelse för omfattningen av olfaktorisk receptorvariation och hur detta påverkar mänsklig luktuppfattning använde fastlandet och hans medarbetare en kombination av hög genomströmningsanalyser för att mäta hur enskilda receptorer och enskilda människor svarar på lukt. Resultaten, publicerade i Nature Neuroscience, ger ett kritiskt steg mot att förstå hur luktreceptorer kodar för luktmolekylernas intensitet, behaglighet och kvalitet.forskarna klonade först 511 kända varianter av humana luktreceptorer och inbäddade dem i värdceller som är lätta att växa i laboratoriet. Nästa steg var att mäta om varje receptorvariant svarade på en panel med 73 olika luktmolekyler. Denna process identifierade 28 receptorvarianter som svarade på minst en av luktmolekylerna.
borra ner, forskarna undersökte nästa DNA av 16 olfaktoriska receptorgener och upptäckte stor variation i generna för diskreta receptorer.
med hjälp av sofistikerad matematisk modellering för att extrapolera från dessa resultat förutspår fastlandet att de olfaktoriska receptorerna hos två individer skiljer sig åt med cirka 30 procent. Detta innebär att för två slumpmässigt utvalda individer kommer cirka 140 av deras 400 olfaktoriska receptorer att skilja sig åt i hur de svarar på luktmolekyler.för att förstå hur variation i en enda luktreceptor påverkar luktuppfattningen studerade forskarna svar på lukt hos individer som har olika varianter av en receptor som kallas OR10G4. De fann att variationer i OR10G4-receptorn var relaterade till hur människor uppfattar intensiteten och behagligheten hos guaiacol, en molekyl som ofta beskrivs ha en ’rökig’ egenskap.
framåt, en aktuell studie relaterar luktreceptorrepertoaren hos hundratals människor med hur dessa människor svarar på lukt. Uppgifterna kommer att göra det möjligt för forskarna att identifiera ytterligare exempel på hur förändringar i enskilda receptorer påverkar luktuppfattningen.”det långsiktiga målet är att ta reda på hur receptorerna kodar luktmolekyler tillräckligt bra för att vi faktiskt kan skapa vilken lukt vi vill genom att manipulera receptorerna direkt”, säger fastlandet. ”I huvudsak skulle detta göra det möjligt för oss att ”digitalisera” olfaction.”