Несколько лет назад интернет был очарован загадкой “платья” – все гадали было ли платье черно-синим или белым с золотым оттенком. Независимо от того, что вы видели, вирусные дебаты показали то, как мы все по-разному воспринимаем наш личный чувственный мир. Хотя офтальмологи так и не объяснили, почему люди так по-разному воспринимают то самое платье, новое исследование, проведенное C. Trimmer et al., проливает свет на понимание обширных индивидуальных различий в том, как мы ощущаем запахи. Оказывается, небольшие изменения в одном гене обонятельного рецептора могут повлиять на то, насколько сильный или приятный запах чувствует человек. Результаты исследования расширяют понимание того, как обонятельные рецепторы в носовой полости кодируют информацию о свойствах запаха еще до того, как эта информация достигает мозга.
«Используя естественные вариации в семействе обонятельных рецепторов, мы можем получить критическое представление о том, как работает обонятельная система и как различия в этой системе могут влиять на выбор продуктов питания, здоровье и общее благополучие», – сказал ведущий автор исследования C. Trimmer.
У людей в носовой полости около 400 различных типов сенсорных белков, известных как обонятельные рецепторы. Одна молекула запаха может активировать несколько различных обонятельных рецепторов, в то время как любой рецептор может быть активирован несколькими разными молекулами запаха. В процессе, который еще предстоит расшифровать, обонятельная система каким-то образом интерпретирует эти паттерны активации рецепторов, чтобы распознать наличие, качество (пахнет вишней или дымом?) и интенсивность миллионов, а может быть, даже триллионов различных запахов.
Генетические различия обонятельных рецепторов, которые чрезвычайно распространены у людей, могут влиять на функционирование каждого рецептора. Эти генетические различия означают, что когда два человека чувствуют запах одной и той же молекулы, один человек может идентифицировать цветочный запах, в то время как другой вообще ничего не обнаружит.
В текущем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные изучили данное явление в большом масштабе, попросив 332 человека оценить воспринимаемую интенсивность (силу) и приятность почти 70 запахов. Многие из используемых запахов являются общими компонентами пищевого аромата, обеспечивая практическую значимость исследования.
Ученые также получили образцы ДНК от испытуемых и использовали высокопроизводительное секвенирование для выявления различий в ДНК более 400 генов обонятельных рецепторов у каждого субъекта. Наконец, используя сложные математические модели, учёные изучили как влияют различия в каждом гене на восприятие запаха.
Результаты были удивительными: изменения в одном рецепторе часто было достаточно, чтобы повлиять на восприятие человеком целого запаха.
«Поскольку большинство запахов активируют несколько рецепторов, многие ученые считали, что потеря одного рецептора не изменит того, как мы воспринимаем этот запах. Вместо этого наша работа показывает, что это не так, и изменения в одном рецепторе могут иметь большое значение в том, как вы воспринимаете запах», – сказала J. D. Mainland
Результаты также показали, что функциональность рецептора часто была связана с изменениями воспринимаемой силы запаха. Например, люди с менее функциональной версией обонятельного рецептора, известного как OR11A1, менее интенсивно воспринимают молекулу запаха 2-этилфенола, чем люди с лучше функционирующей версией этого рецептора.
«Запах, связанный с 2-этилфенолом, является одной из причин, по которой корнеплоды, такие как свекла, имеют землистый вкус, поэтому различия в рецепторе OR11A1 могут объяснить, почему некоторые люди описывают свеклу как вкусную, а другие – как грязь», – сказала C. Trimmer.
Двигаясь вперед, исследователи будут стремиться расширить свое понимание обонятельной системы, используя более сложные математические модели для изучения вклада множества рецепторов в восприятие запаха.
Автор перевода: Касьянов Е.Д.
Оригинальная статья: Genetic variation across the human olfactory receptor repertoire alters odor perception. C. Trimmer, A. Keller, N. R. Murphy, L. L. Snyder, J. R. Willer, M. H. Nagai, N. Katsanis, L. B. Vosshall, H. Matsunami, and J. D. Mainland. PNAS. doi:10.1073/pnas.1804106115