Генетический механизм выбора обонятельного рецептора
Ученые из Токийского технологического института (Tokyo Tech) раскрыли генетическую основу двух типов обонятельных сенсорных нейронов: консервативных нейронов класса I (от водных до наземных животных) и нейронов класса II (только у наземных животных).
Ключевой вопрос: как нейрон "решает", какой класс обонятельных рецепторов (OR) экспрессировать?
Роль фактора транскрипции Bcl11b
Исследователи впервые обнаружили, что фактор транскрипции Bcl11b определяет выбор класса OR:
- Без Bcl11b → нейроны судьбоносны для класса I (рецепторы по умолчанию).
- С Bcl11b → судьба переключается на класс II.
Эволюционный аспект на примере лягушек
У головастиков ("водный нос") нейроны экспрессируют OR класса I. После метаморфоза часть эпителия начинает экспрессировать Bcl11b и, соответственно, OR класса II, формируя "воздушный нос" у взрослых особей.
Влияние на нейронные цепи и восприятие запахов
Генетические манипуляции с экспрессией Bcl11b у мышей показали:
- Изменяется класс экспрессируемого OR.
- Меняется соответствующая нейронная проводка.
- Происходит изменение восприятия запахов.
У мышей с "доминирующим носом класса I" и "доминирующим носом класса II" изменилась чувствительность к отталкивающим запахам:
- Мыши с доминированием класса I стали гиперчувствительны к запаху испорченной пищи, но менее чувствительны к запаху хищника.
Вывод
Работа раскрывает молекулярный механизм выбора класса OR и ключевую роль Bcl11b в функциональной организации обонятельной системы, давая важное представление о наземной адаптации обоняния в эволюции.