Ученые впервые составили подробные карты обоняния в носу мышей
Авторы изучили около 5 млн нейронов у сотен мышей и составили карту примерно 1,1 тыс. обонятельных рецепторов. Эти рецепторы находятся на чувствительных нейронах в эпителии — ткани, которая выстилает полость носа.
Источник: Datta Lab. Изображение носа мыши в поперечном сечении под микроскопом, показывающее анатомическую структуру носового эпителия.
МОСКВА, 29 апреля. /Новости науки/. Ученые впервые подробно показали, как в носу мышей расположены рецепторы запаха, опубликовав статью в журнале Cell.
Исследование меняет прежнее представление о том, что эти рецепторы распределены почти случайно внутри нескольких крупных зон.
Авторы изучили около 5 млн нейронов у сотен мышей и составили карту примерно 1,1 тыс. обонятельных рецепторов. Эти рецепторы находятся на чувствительных нейронах в эпителии — ткани, которая выстилает полость носа.
Раньше считалось, что обонятельный эпителий мыши делится на несколько широких зон. Внутри них нейроны как будто случайно выбирают, какой рецептор запаха производить. Новые данные показали более строгую систему. Каждый рецептор занимает свое место и образует в носу узкую горизонтальную «полосу». Таких полос около тысячи, и они частично перекрываются.
«Каждый рецептор занимает определенное положение в носу. Поскольку в носу есть тысяча позиций, каждый рецептор фактически выражен в полосе, которая перекрывается с другими полосами», — сказал один из авторов работы, нейробиолог Гарвардской медицинской школы Сандип Роберт Датта.
Чтобы построить карту, ученые использовали два метода. Сначала они с помощью секвенирования отдельных клеток определили, какие рецепторы работают в разных нейронах. Затем применили пространственную транскриптомику. Этот метод показывает, где именно в ткани активны те или иные гены.
Авторы также выяснили, что такую разметку задает развитие организма. Важную роль играет ретиноевая кислота — молекула, связанная с витамином А. Ее концентрация меняется в разных участках носа. Когда исследователи меняли уровень этой молекулы, менялась и активность генов, которые помогают нейронам выбрать нужный рецептор.
Вторая работа дополнила эту картину. Она показала, что карта рецепторов в носу связана с картой в обонятельной луковице — участке мозга, который первым обрабатывает сигналы запаха. Иными словами, нос и мозг используют похожую схему организации.
По словам психолога и нейробиолога Каролинского института Юхана Лундстрема, работа «переворачивает одну из базовых учебниковых моделей» устройства обонятельной системы. Он отметил, что карты в носу и мозге, вероятно, возникают из одной логики развития.
Открытие может иметь практическое значение. Если врачи в будущем захотят восстанавливать обоняние с помощью стволовых клеток, им придется учитывать всю пространственную карту носа. По словам Датты, нельзя просто ввести клетки в одну точку и ожидать полного восстановления запахов. Для нормального обоняния нужны все «полосы» рецепторов.
Исследователи считают, что похожая система может существовать и у человека. Теперь ученые ищут такие же карты в тканях человеческого носа и пытается понять, какие группы рецепторов связаны с разными запахами.
Исследование меняет прежнее представление о том, что эти рецепторы распределены почти случайно внутри нескольких крупных зон.
Авторы изучили около 5 млн нейронов у сотен мышей и составили карту примерно 1,1 тыс. обонятельных рецепторов. Эти рецепторы находятся на чувствительных нейронах в эпителии — ткани, которая выстилает полость носа.
Раньше считалось, что обонятельный эпителий мыши делится на несколько широких зон. Внутри них нейроны как будто случайно выбирают, какой рецептор запаха производить. Новые данные показали более строгую систему. Каждый рецептор занимает свое место и образует в носу узкую горизонтальную «полосу». Таких полос около тысячи, и они частично перекрываются.
«Каждый рецептор занимает определенное положение в носу. Поскольку в носу есть тысяча позиций, каждый рецептор фактически выражен в полосе, которая перекрывается с другими полосами», — сказал один из авторов работы, нейробиолог Гарвардской медицинской школы Сандип Роберт Датта.
Чтобы построить карту, ученые использовали два метода. Сначала они с помощью секвенирования отдельных клеток определили, какие рецепторы работают в разных нейронах. Затем применили пространственную транскриптомику. Этот метод показывает, где именно в ткани активны те или иные гены.
Авторы также выяснили, что такую разметку задает развитие организма. Важную роль играет ретиноевая кислота — молекула, связанная с витамином А. Ее концентрация меняется в разных участках носа. Когда исследователи меняли уровень этой молекулы, менялась и активность генов, которые помогают нейронам выбрать нужный рецептор.
Вторая работа дополнила эту картину. Она показала, что карта рецепторов в носу связана с картой в обонятельной луковице — участке мозга, который первым обрабатывает сигналы запаха. Иными словами, нос и мозг используют похожую схему организации.
По словам психолога и нейробиолога Каролинского института Юхана Лундстрема, работа «переворачивает одну из базовых учебниковых моделей» устройства обонятельной системы. Он отметил, что карты в носу и мозге, вероятно, возникают из одной логики развития.
Открытие может иметь практическое значение. Если врачи в будущем захотят восстанавливать обоняние с помощью стволовых клеток, им придется учитывать всю пространственную карту носа. По словам Датты, нельзя просто ввести клетки в одну точку и ожидать полного восстановления запахов. Для нормального обоняния нужны все «полосы» рецепторов.
Исследователи считают, что похожая система может существовать и у человека. Теперь ученые ищут такие же карты в тканях человеческого носа и пытается понять, какие группы рецепторов связаны с разными запахами.
