哺乳动物的鼻子是进化艺术的杰作。它有数以百万计的神经细胞,每个神经细胞只用基因组中编码的数千种特定气味化学受体中的一种进行定制,可以共同区分万亿种不同的气味。这些感觉反过来又会影响许多行为,从评估食物选择到辨别朋友和敌人,再到激发记忆。
在《自然》杂志上,由哥伦比亚大学祖克曼研究所的科学家领导的一个研究小组描述了一种以前未被发现的小鼠机制(以遗传分子 RNA 为主角),该机制可以解释哺乳动物鼻子中的每个感觉细胞或神经元如何适应特定的气味化学。
例如,我们鼻子里的感觉神经元带有经过独特调节的受体,可以检测乙基香兰素(香草中的主要气味剂),而其他细胞则带有柠檬烯(柠檬的标志性气味剂)受体。
“鼻子中的感觉细胞如何选择受体一直是嗅觉最令人烦恼的谜团之一,”哥伦比亚大学祖克曼研究所的赫伯特和弗洛伦斯·欧文教授、该论文的通讯作者斯塔夫罗斯·洛瓦达斯博士说。“现在,我们的嗅觉或嗅觉背后的故事变得更加清晰,也更加戏剧化。”
他所指的感官提炼的戏剧完全在每个嗅觉神经元细胞核的微小范围内展开,细胞的染色体和基因就驻留在其中。在一场赢者通吃的竞争中,正在发育的细胞的嗅觉受体基因在一个过程中相互竞争,分阶段筛选出这些基因,首先是少数几个决赛入围者,然后是一个获胜者。主要基因决定细胞的气味敏感性。