Генетические переключатели формируют вкус и обоняние у плодовых мушек

Исследование Университета Дьюка раскрывает механизм формирования острого обоняния у плодовых мушек.

Биолог Пелин Волкан и её коллеги обнаружили сеть из пяти генов, которые действуют как скоординированные генетические контрольные переключатели. Они взаимодействуют на ранних стадиях развития мухи, направляя превращение идентичных клеток-предшественников в десятки специализированных типов обонятельных сенсорных нейронов.

Эта же генная сеть участвует в программировании нейронов, отвечающих за вкус у мух. Результаты опубликованы в журнале PLOS Genetics.

Как работает система

• Более 2000 обонятельных нейронов в усиках-антеннах мухи организованы в 50 типов. Каждый тип активируется специфичным набором запахов (например, ферментирующими фруктами или CO₂).
• Клетки-предшественники с одинаковой ДНК используют стратегию комбинаторного кодирования: гены сети регулируют активность друг друга, объединяясь в уникальные комбинации. Это включает разные обонятельные рецепторы в каждой клетке, определяя её окончательную специализацию.
• Манипуляции с этой сетью давали схожий эффект в ногах мух, которые используются также для распознавания вкуса.

Значение открытия

Исследование объясняет не только как насекомые различают запахи, но и может быть ключом к пониманию того, как нервные системы других животных (включая человека с его миллиардами нейронов) создают огромное разнообразие типов клеток из ограниченного числа генов. Несколько генов из этой сети имеют аналоги у людей и других позвоночных, что указывает на возможную общность механизма.