Генетика и окружающая среда формируют уникальное обоняние у каждого человека

Исследователи из Института Сэнгера Wellcome Trust и их коллабораторы показали, что рецепторы в носу мышей, подвергавшихся воздействию определённых запахов в течение жизни, отличаются от рецепторов генетически схожих мышей, живших без этих запахов. Опубликованное сегодня в eLife, исследование показало, что именно это сочетание генетики и опыта придаёт обонянию каждого индивидуума уникальность.

Наше обоняние обеспечивается обонятельным органом в носу, состоящим из сенсорных нейронов, содержащих рецепторы, способные обнаруживать запахи. В носу существует около тысячи типов обонятельных рецепторов, по сравнению с всего тремя типами зрительных рецепторов в глазу и 49 типами вкусовых рецепторов на языке. Обонятельная система — самая сложная среди наших органов чувств, и комбинации сигналов от разных рецепторов позволяют людям распознавать огромный репертуар запахов. Однако то, как люди различаются в своих обонятельных способностях, изучено недостаточно.

Для исследования обоняния учёные использовали лабораторных мышей в качестве модели, сравнивая обонятельные нейроны генетически идентичных животных, выросших в разных условиях. Они также сравнили животных, выросших в одинаковой среде, но генетически различных.

Команда использовала RNA sequencing, чтобы увидеть, какие гены рецепторов были активны. Исследователи обнаружили, что генетика контролирует, какие рецепторы присутствуют у мышей. Однако, что крайне важно, они выяснили, что среда, в которой жила особь, оказывала значительное влияние на количество клеток, способных идентифицировать каждый конкретный запах.

Профессор Фабио Папес, соавтор статьи из Университета Кампинас в Бразилии, сказал: "Стало ясно, что роль генов, особенно тех, что кодируют обонятельные рецепторы в геноме, очень важна в построении носовой ткани, но был и очень заметный вклад окружающей среды, что ранее не описывалось в такой степени. Мы обнаружили, что клеточное и молекулярное строение обонятельной ткани в данный момент определяется не только генами организма, но и его жизненной историей".

Обонятельные нейроны формируются на протяжении всей жизни особи, и исследование показало, что обонятельная система адаптируется к окружающей среде, что приводит к увеличению количества клеток, способных обнаруживать запахи, с которыми было больше контакта. Как следствие, разные особи, даже генетически схожие, могут иметь совершенно разные обонятельные способности. Это может способствовать индивидуальности обоняния даже у людей.

Знание о том, что история индивидуума может влиять на структуру нейронов обонятельной ткани, может иметь значение для персонализированной медицины, поскольку сенсорные органы разных людей могут быть устроены по-разному и реагировать различными способами. Изучение обонятельных нейронов также может дать информацию о том, как организованы и функционируют нейроны в мозге.

Доктор Даррен Логан, ведущий автор исследования из Института Сэнгера Wellcome Trust, сказал: "Нейроны обонятельной системы тесно связаны с нейронами мозга, и их изучение может помочь нам понять нейрональное развитие. Мы показали, что у каждой особи есть очень разная комбинация возможных обонятельных нейронов, обусловленная генетикой. В этом исследовании мы также показываем, что с опытом восприятия разных запахов эти комбинации нейронов меняются, поэтому и генетика, и окружающая среда взаимодействуют, чтобы дать каждому индивидууму уникальное обоняние".