Посещений:
Mechanisms of smell and taste
Механизмы обоняния и вкуса

GENES AND LIGANDS FOR ODORANT, VOMERONASAL AND TASTE RECEPTORS
Peter Mombaerts
Nature Reviews Neuroscience V.5. № 4. Р. 263 -278 (2004)

Перевод И.Г. Лильп (lilp@mail.ru)

(Рис.1.)
 |  The mammalian nose.


(Рис.2.)
 |  The mammalian tongue.


(Рис.3.)
 |  Odorant and vomeronasal receptors.


(Рис.4.)
 |  Wiring of the main olfactory and vomeronasal systems.


(Рис.5.)
 |  The odorant and vomeronasal receptor gene families.


(Рис.6.)
 |  Canonical pathway of signal transduction in olfactory sensory neurons.


(Рис.7.)
 |  Homologous in vivo assay for odorant responsiveness of odorant receptors.


(Рис.8.)
 |  Odorant response relationships.


(Рис.9.)
 |  The known non-chemosensory and chemosensory GPCR genes in mouse and human.

Химические чувства (запах и вкус) имеют сложный набор хемосенсорных рецепторов – G-protein coupled receptors (GPCRs) с seven-transmembrane доменной структурой. У мышей около 1000 одорантных рецепторов предназначены для восприятия запаха, около 300 вомероназальных рецепторов опосредуют чувствительность к химическим сигналам (таким, как феромоны) через вомероназальный орган, и около 40 вкусовых рецепторов участвуют в детекции горького, сладкого и кислого вкусов. В результате геномного секвенирования в настоящее время почти все рецепторные гены идентифицированы, но рецептор-лигандные взаимодействия охарактеризованы крайне плохо. Таргетированная экспрессия зеленого флуоресцентного белка в хемосенсорных клетках является перспективным подходом для достижения такой цели.

Химическая чувствительность (chemosensation) – обнаружение химических раздражителей в окружающей среде – важна для выживаемости особи и вида. С помощью обоняния и вкуса распознается бесчисленное множество разнообразных химических соединений и для этого требуется огромное число рецепторов, соответствующих разнообразию химических веществ.
Обонятельные сигналы трансдуцируются одорантными (т.е. воспринимающими запахи) рецепторами (odorant receptors – ORs) – семейством G-protein-coupled receptors (GPCRs). Аксоны обонятельных сенсорных нейронов (olfactory sensory neurons – OSNs), экспрессирующие одинаковые OR, распознают друг друга и объединяются в дискретные гломерулы (клубочки) в обонятельной луковице. Гипотеза о том, что каждый OSN экспрессирует один OR ген широко распространена, но не доказана.
У большинства млекопитающих имеется вторая обонятельная система – дополнительная обонятельная или вомероназальная система (vomeronasal system). Вомероназальный (сошниково-носовой) орган (vomeronasal organ – VNO) считается специфическим (но не монопольным!) органом распознавания феромонов. Оказазывается, что с его помощью обнаруживаются «обычные одоранты» («common odorants»), которые не считают типичными феромонами. Вомероназальные рецепторы представлены двумя суперсемействами GPCRs, которые отличаются от OR суперсемейства.

Восприятие вкуса начинается во вкусовых сосочках, которые распределены в ротовой полости. Каждый сосочек содержит одну или более вкусовых почек (taste buds), каждая из которых состоит примерно из 100 клеток, включая вкусовые рецепторные клетки. Гены вкусовых рецепторов, которые кодируют еще одно семейство GPCRs, были последними хемосенсорными рецепторными генами млекопитающих, которые удалось идентифицировать.
Было предпринято несколько попыток подобрать одоранты к ORs, и наоборот. Первой такой OR –лигандной парой оказались крысиный рецептор 17 и octanal (октанал). Эта пара была идентифицирована при использовании системы, в которой 17 ко-экспрессировался с зеленым флуоресцентным белком (green fluorescent protein) в OSNs. Гетерологичная система экспрессии также была разработана для клеток эмбриональной почки человека (HEK293), но не столь успешно, поскольку экспрессия ORs на клеточной поверхности часто была крайне низкой.
Для почти 300 вомероназальных рецепторов у мышей и крыс к настоящему времени описано только одно рецептор-лигандное взаимодействие. Функционально охарактеризованы семь T2R вкусовых рецептора – шесть в HEK293 гетерологической системе экспрессии и один посредством позиционного клонирования (positional cloning) у человека.
Идентификация взаимодействия рецептор-лиганд носит не только описательный характер, но и указывает на путь исследований, направленных на понимание того, как химическая структура соотносится с хемосенсорными особенностями. Например, почему запах ацетофенона (acetophenone) похож на миндальный? Этот священный Грааль обоняния находится в пределах видимости, но путь к нему все еще долог.

Encyclopedia of Life Sciences: chemosensory sytems

Encyclopedia of Life Sciences:olfaction

Encyclopedia of Life Sciences:pheromones in vertebrates

Сайт создан в системе uCoz