Недавнее исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, как примерно 1100 обонятельных рецепторов, экспрессируемых на сенсорных нейронах, располагаются в строго регулируемых пространственных положениях в эпителиальной ткани, выстилающей полость носа. Другое исследование, опубликованное в то же время, представило дополнительную карту экспрессии обонятельных рецепторов в обонятельном эпителии и их нейронных связей с обонятельной луковицей мозга.
Это первая в мире карта пространственного распределения обонятельных рецепторов. Это достижение полностью ниспровергает 30-летнее обонятельное восприятие и называется эпохальным прорывом в отрасли.
С помощью секвенирования отдельных клеток и пространственной транскриптомики научно-исследовательская группа проанализировала около 5 миллионов нейронов у сотен мышей, успешно нанесла на карту точное распределение примерно 1100 обонятельных рецепторов в полости носа и одновременно выявила модели их нейронных связей с обонятельными луковицами мозга.
Раньше в академических кругах вообще считалось, что обонятельные рецепторы расположены в полости носа случайным образом; но новая карта подтверждает, что каждый рецептор занимает фиксированное положение и простирается сверху вниз по полости носа в виде горизонтальных полос. Различные полосы пересекаются друг с другом, образуя высокоупорядоченную топологическую структуру.
Исследование также показало, что градиентное распределение ретиноевой кислоты является ключевым фактором в регуляции положения рецепторов, а процесс развития строго контролируется генами.
Эта карта однозначно соответствует режиму обработки обонятельной луковицы мозга, указывая на то, что носовая полость и мозг следуют одной и той же логике развития, благодаря чему обонятельная система, такая как зрение, слух и осязание, имеет четкую пространственную взаимосвязь.
Это открытие опровергает традиционную модель учебников и обеспечивает основную теоретическую основу для лечения потери обоняния стволовыми клетками - только трансплантация стволовых клеток, охватывающая всю носовую полость, может полностью восстановить обонятельную функцию.
В настоящее время исследовательская группа занимается проверкой тканей человека и пытается установить соответствие между запахом и полосами рецепторов. Ожидается, что в будущем он будет использоваться во многих областях, таких как диагностика заболеваний и интеллектуальное зондирование.