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Geruchssinn ist ein einzigartiges Produkt von Genen und Erfahrung
Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass der einzigartige Geruchssinn eines Menschen das Ergebnis von Genen ist, die mit der Erfahrung interagieren. Eine Studie mit genetisch ähnlichen Mäusen zeigt, dass, während Gene über die Arten von Geruchserkennungszellen entscheiden können, die ein Tier in seiner Nase hat, seine Lebensgeschichte die Anzahl der verschiedenen Zelltypen beeinflusst und jedem Tier eine einzigartige Geruchswahrnehmung verleiht.
Forscher finden, dass der Geruchssinn das Produkt einer Kombination von Genen und persönlicher Erfahrung ist.
Die Studie - die in der Zeitschrift veröffentlicht wird eLIFE - ist die Arbeit des Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge im Vereinigten Königreich und anderer Forschungszentren in den Vereinigten Staaten und Brasilien.
Senior-Autor Dr. Darren Logan vom Wellcome Trust Sanger Institute erklärt, dass olfaktorische Neuronen - die Nervenzellen in der Nase, die Gerüche erkennen - "hochgradig mit Nervenzellen im Gehirn verbunden sind", und dass ihre Untersuchung uns helfen kann, das zu verstehen Neuronen entwickeln sich. Er addiert:
"Wir haben gezeigt, dass jedes Individuum eine ganz andere Kombination von möglichen olfaktorischen Neuronen hat, angetrieben durch Genetik. In dieser Studie zeigen wir auch, dass sich diese Kombinationen von Neuronen mit der Erfahrung von verschiedenen Gerüchen ändern, so dass Gene und Umwelt miteinander interagieren Individuum einen einzigartigen Geruchssinn. "
Das Geruchsorgan in der Nase eines Tieres enthält Neuronen oder Nervenzellen, die Gerüche identifizieren und die Informationen an das Gehirn senden. Die Zellen enthalten spezielle Proteine ??oder Rezeptoren, die auf bestimmte Chemikalien im Geruch reagieren.
In ihrer Arbeit beschreiben die Forscher, wie es in der Nase eines Tieres "hunderte bis tausende" verschiedener Geruchsrezeptoren gibt, die es dem Tier ermöglichen, eine große Vielfalt unterschiedlicher Gerüche zu identifizieren.
Gene liefern einige, aber nicht alle Antworten
Geruchsrezeptoren werden wie alle Proteine ??von Genen kodiert, die bei verschiedenen Individuen stark variieren können. Dies mag teilweise erklären, warum ein Geruch für eine Person angenehm und für eine andere unangenehm ist.
Die Autoren stellen jedoch fest, dass diese genetische Erklärung nicht ausreicht, um zu begründen, warum manche Menschen einen empfindlicheren Geruchssinn haben als andere.
Könnte es sein, fragen sie, dass der Geruchssinn eines Individuums nicht nur von den Arten der Geruchsrezeptoren in seinem Riechorgan abhängt, sondern auch von der relativen Anzahl jedes einzelnen Typs?
Um diese Frage zu beantworten, bedarf es einer Technologie, die die vielen Millionen Geruchsrezeptoren in den Nasen von Säugetieren genau zählen kann, was vorher nicht möglich war, sagen die Forscher.
Für die Studie entwickelte und validierte das Team eine auf RNA-Sequenzierung basierende Methode zur genauen Zählung der Anzahl der verschiedenen Geruchsrezeptor-Typen im Riechorgan einer Maus, die 10 Millionen Nervenzellen umfasst, von denen jede einen Rezeptor hat, der von einem kodiert wird "Gen aus einem Pool von über 1.000."
Die Forscher verwendeten zwei Gruppen von Mäusen für ihre Untersuchung. In einer Gruppe hatten die Tiere die gleiche genetische Veranlagung, aber sie wurden in verschiedenen Umgebungen aufgezogen. In der anderen Gruppe waren die Mäuse genetisch unähnlich, wurden aber in der gleichen Umgebung aufgezogen.
Die Umgebung beeinflusst die Anzahl der Geruchsrezeptoren
Aus der RNA-Sequenzierung stellte das Team fest, dass das Erbgut eines Tieres entscheidet, welche Rezeptoren in seinem Riechorgan vorhanden sind.
Genauso wichtig ist jedoch, dass die Forscher herausgefunden haben, dass die Umwelt, in der ein Tier gezüchtet wurde, einen signifikanten Einfluss auf die relative Anzahl der verschiedenen Arten von Geruchsrezeptoren und auf die Fähigkeit des Tieres hatte, verschiedene Gerüche zu identifizieren.
Ein Teil des Experiments bestand darin, mehrere Wochen lang verschiedene Gerüche in das Trinkwasser der Mäuse zu geben und dann zu untersuchen, wie sich dies auf ihre Geruchsorgane auswirkte.
Die Forscher fanden heraus, dass einige Arten von Geruchsrezeptoren in der Anzahl zunahmen, während andere nach der Exposition gegenüber einem bestimmten Geruch reduziert wurden. Die Veränderungen standen in direktem Zusammenhang mit der Erkennung der Gerüche, wie sie anmerken, und zeigt, dass das Geruchsgeruch die Anordnung der Rezeptoren im Riechorgan der Maus verändern kann.
"Wir fanden, dass die zelluläre und molekulare Konstruktion des olfaktorischen Gewebes zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht nur durch die Gene des Organismus, sondern auch durch seine Lebensgeschichte vorbereitet wird."
Prof. Fabio Papes, Studienkoautor
Die Forscher vermuten, dass ihre Ergebnisse Auswirkungen auf die personalisierte Medizin haben könnten. Wenn zum Beispiel die Erfahrungen einer Person die Entwicklung ihrer Sinnesorgane beeinflussen, dann haben Behandlungen, die aus genetischer Information allein entwickelt werden, nicht immer die gewünschte Antwort.
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