Нюх — одна з найзагадковіших здібностей людського організму. Саме запахи попереджають нас про небезпеку, викликають спогади, створюють відчуття дому або навіть повідомляють про наближення дощу. Попри це, механізм роботи нюху досі залишався для науки набагато менш зрозумілим, ніж зір чи слух.
Тепер дослідники зробили великий крок до розгадки цієї таємниці. Вчені створили детальну карту нюхових рецепторів у носі мишей, показавши, як саме організовані клітини, що відповідають за сприйняття запахів. Результати дослідження виявилися настільки незвичними, що самі автори називають їх революційними для розуміння нюху.
Керівник дослідження, нейробіолог Sandeep Datta, пояснює, що нюх довгий час залишався «без карти». На відміну від інших органів чуття, вчені не могли зрозуміти, як саме розташовані та взаємодіють нюхові рецептори.
Для нового дослідження команда проаналізувала понад 300 мишей. У носі кожної миші міститься приблизно 20 мільйонів нюхових нейронів, і кожен із них використовує один із тисяч можливих рецепторів для розпізнавання запахів. Саме ці клітини передають інформацію про аромати до мозку.
Вчені змогли секвенувати гени приблизно п’яти мільйонів клітин носової тканини. Це дозволило створити величезну базу даних із понад двох мільйонів нюхових нейронів та простежити, де саме розташовані активні гени, пов’язані із запаховими рецепторами.
Раніше науковці вважали, що рецептори розміщені хаотично. Здавалося, будь-який нюховий нейрон може випадково використовувати один із понад тисячі можливих рецепторів. Але нова карта показала зовсім іншу картину.
Виявилося, що рецептори організовані дуже впорядковано. Вони формують своєрідні горизонтальні смуги, які проходять від верхньої частини носа до нижньої. Тобто нюхова система працює не хаотично, а за чіткою схемою.
Дослідники також з’ясували, що на це розташування впливає ретиноева кислота — природна молекула, яка регулює активність генів у клітинах. Коли вчені змінювали рівень цієї речовини за допомогою препаратів, схема розташування нюхових рецепторів також змінювалася.
Ще цікавіше те, що структура рецепторів у носі виявилася пов’язаною з організацією нюхової цибулини мозку — області, яка обробляє запахи. Це свідчить про дуже точну та складну систему передачі інформації між носом і мозком.
Хоча дослідження проводили на мишах, науковці вважають, що результати можуть допомогти краще зрозуміти й людський нюх. У ссавців багато спільних генетичних та фізіологічних механізмів, тому принципи роботи можуть бути подібними.
Особливо важливими ці відкриття можуть стати для людей, які втратили нюх через хвороби або травми. Після пандемії COVID-19 проблема втрати запахів стала ще актуальнішою, і тепер дослідники сподіваються, що нові знання допоможуть створити методи відновлення цього важливого відчуття.
За словами Sandeep Datta, нюх впливає не лише на безпеку чи задоволення від їжі, а й на психологічний стан людини. Саме тому розуміння базових принципів роботи нюхової системи є ключем до майбутніх медичних проривів. Результати дослідження були опубліковані у журналі Cell.