Новое исследование: Как работают обонятельные рецепторы?

Обоняние является наименее изученным из наших органов чувств, отчасти из-за сложности соединений запахов, пишут журналисты Wired.

То, что мы можем определить, как отдельный запах — кофе, мокрая трава, шампунь или духи — часто представляет собой смесь сотен различных химических веществ. 

Так, ограниченный набор рецепторов на обонятельных сенсорных нейронах должен распознать огромное количество соединений для того, чтобы животное могло обнаруживать и различать многие запахи, которые являются ключевыми для его выживания. Таким образом, один рецептор должен уметь реагировать на множество различных молекул запахов.

Новое исследование совершило прорыв в выяснении начальных стадий обонятельного процесса. В материале, опубликованном в начале этого года, группа исследователей из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке представила первую молекулярную картину обонятельного рецептора, связанного с молекулой запаха. 

---

«Это было мечтой в этой области с тех пор, как 30 лет назад были открыты обонятельные рецепторы», — сказал Ричард Бентон, биолог из Лозаннского университета в Швейцарии.

Исследователи изучили структуру обонятельного рецептора щетинохвосток — насекомых, имеющих простую систему обонятельных рецепторов. Затем они сравнили эти структуры, вплоть до отдельных атомов, чтобы понять, как белки, связывающие запахи, открывают ионный канал, и как один рецептор может обнаружить химические вещества разных форм и размеров.

«На самом деле это очень красиво», — сказала Ванесса Рута, нейробиолог из Университета Рокфеллера, руководившая исследованием.

Источник: Samuel Velasco, журнал Quanta

Исследователи обнаружили, что соединение молекул запаха с рецептором происходит не по механизму «замок и ключ», а иначе.

Так, рецептор «делает более целостное распознавание молекулы, а не просто обнаруживает какую-либо конкретную структурную особенность. Это просто совершенно другая химическая логика», — сказала Рута. 

Наблюдения команды могут объяснить, как обонятельные рецепторы разных насекомых могут быстро эволюционировать и сильно различаться между собой. Каждый вид насекомых развил свой уникальный набор рецепторов, который хорошо подходит для его конкретной химической ниши.

«Тайна химического распознавания — это то, над чем мы теперь должны задуматься. Структурная биология в своих лучших проявлениях прекрасна, проясняет и обладает удивительной объяснительной силой», — заключила Рута.