Εντοπίστηκε πρωτεΐνη ανίχνευσης της οσμής στα θηλαστικά

Ερευνητές του Κέντρου Monell στη Φιλαδέλφεια εντόπισαν μια πρωτεΐνη που είναι κρίσιμης σημασίας για την ικανότητα των θηλαστικών να μυρίζουν.

Τα ποντίκια του εργαστηρίου που τούς λείπει η πρωτεΐνη Ggamma13 στους οσφρητικούς τους υποδοχείς, ήταν λειτουργικά ανίκανα να μυρίσουν. Τα ευρήματα μπορούν να δώσουν μια εικόνα για τις βαθύτερες αιτίες ορισμένων διαταραχών της όσφρησης στον άνθρωπο.

«Χωρίς το Ggamma13 τα ποντίκια δεν μπορούν να μυρίσουν. Το γεγονός αυτό αυξάνει την πιθανότητα οι μεταλλάξεις στο γονίδιο Ggamma13 να μπορούν να συνεισφέρουν σε ορισμένες μορφές της ανθρώπινης ανοσμίας (έλλειψης όσφρησης) και η αλληλουχία του γονιδίου μπορεί να είναι σε θέση να προβλέψει κάποιες περιπτώσεις απώλειας όσφρησης», δήλωσε η ανώτερη συντάκτρια της μελέτης, Δρ Λικουάν Χουάνγκ, καθηγήτρια της Μοριακής Βιολογίας στο Monell.

Τα μόρια της οσμής που εισέρχονται στη μύτη, ανιχνεύονται από μια οικογένεια οσφρητικών υποδοχέων. Μέσα στους κυτταρικούς υποδοχείς μια σύνθετη αλληλουχία μοριακών αλληλεπιδράσεων μετατρέπει τις πληροφορίες ούτως ώστε να δημιουργήσει τελικά ένα ηλεκτρικό σήμα. Αυτό το σήμα που ονομάζεται «δυναμικό δράσης» είναι αυτό που ενημερώνει τον εγκέφαλο ότι μια οσμή έχει ανιχνευθεί.

Μέχρι σήμερα, η ταυτότητα ορισμένων από τα ενδοκυτταρικά μόρια που μετατρέπουν τις πληροφορίες της οσμής σε ένα δυναμικό δράσης παρέμεναν ένα μυστήριο.  Υποψιαζόμενη ότι μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Ggamma13 μπορεί να εμπλέκεται, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μεταλλαγμένα ποντίκια, στα οποία έλειπε η συγκεκριμένη πρωτεΐνη και στη συνέχεια εξέτασε πώς τα ποντίκια αυτά ανταποκρίνονται στις οσμές.

Επειδή η πρωτεΐνη Ggamma13 παίζει βασικό ρόλο σε άλλα μέρη του σώματος, η απουσία της από τα συγκεκριμένα ποντίκια επέτρεψε στους ερευνητές να χαρακτηρίσουν την επίδραση της διαγραφής Ggamma13 στο οσφρητικό σύστημα  χωρίς παρεμβολές από αλλαγές σε άλλους ιστούς.

Τόσο η συμπεριφορά, όσο και τα φυσιολογικά πειράματα αποκάλυψαν πως τα ποντίκια με έλλειψη της πρωτεΐνης Ggamma13 δεν ανταποκρίθηκαν στις οσμές. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στην επιθεώρηση The Journal of Neuroscience.

Στις δοκιμασίες συμπεριφοράς τα ποντίκια που είχαν άθικτη την αίσθηση της οσμής ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν και να ανακτήσουν ένα κομμάτι θαμμένων τροφίμων σε λιγότερα από 30 δευτερόλεπτα. Ωστόσο, τα ποντίκια που στερούνταν την Ggamma13 στα οσφρητικά κύτταρά τους, χρειάζονταν πάνω από 8 λεπτά για να εκτελέσουν την ίδια εργασία. Και τα δύο σύνολα των ποντικών ήταν σε θέση να εντοπίσουν γρήγορα το φαγητό, όταν αυτό τοποθετήθηκε σε κοινή θέα.

Σε μια δεύτερη σειρά πειραμάτων μετρήθηκε η οσφρητική λειτουργία σε φυσιολογικό επίπεδο. Χρησιμοποιώντας οσφρητικό ιστό από τα ποντίκια που δεν είχαν την Ggamma13,  αλλά και απ’ αυτά που είχαν, οι ερευνητές κατέγραψαν ηλεκτρικές αποκρίσεις από 15 διαφορετικές οσμές. Οι αντιδράσεις από τα ποντίκια χωρίς Ggamma13 είχαν μειωθεί σημαντικά, γεγονός που υποδηλώνει πως οι οσφρητικοί υποδοχείς αυτών των ποντικιών δεν ήταν σε θέση να μεταφράσουν τα σήματα της οσμής σε ηλεκτρική απόκριση.

Και τα δύο ευρήματα μαζί έδειξαν ότι η Ggamma13 είναι απαραίτητη για τα θηλαστικά για να μυρίσουν τις οσμές και να παρατείνουν την τρέχουσα κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι οσφρητικοί κυτταρικοί υποδοχείς ανακοινώνουν πληροφορίες σχετικές με τις οσμές στον εγκέφαλο. Μελλοντικές μελέτες θα προσδιορίσουν πώς η Ggamma13 αλληλεπιδρά με άλλα μόρια μέσα στον οσφρητικό υποδοχέα.

«Η απώλεια της οσφρητικής λειτουργίας μπορεί να μειώσει σημαντικά την ποιότητα της ζωής», δήλωσε η Χουάνγκ. «Τα ευρήματά μας αποδεικνύουν τις σημαντικές συνέπειες που προκύπτουν όταν έστω και ένα μόνο μοριακό συστατικό του σύνθετου αυτού συστήματος δεν λειτουργεί σωστά».