Чем пахнет свет - знают мыши

Среди всех способностей животных и человека воспринимать окружающий мир самым загадочным является обоняние. Для того чтобы исследовать, какие отделы мозга работают при восприятии нами запахов, ученые создали мышей, которые могут… понюхать свет. Для этого в их клетки носоглотки внедрили гены, отвечающие за синтез белков-фоторецепторов.

Фото: Фото: AP

Ученые до сих пор толком не знают, каким образом нервная система может обрабатывать информацию о воспринимаемых нами запахах. Отделы мозга, отвечающие за это, также являются наименее исследованными на сегодняшний день.

Основная сложность подобных исследований состоит в том, что живые существа, как правило, воспринимают не один, а сразу несколько запахов. Поэтому понять, какая из цепочек нервных клеток реагирует на каждый из них, достаточно затруднительно. Однако недавно британские ученые, похоже, нашли способ распутать этот "обонятельный клубок".

Группа, возглавляемая профессором молекулярной и клеточной биологии Гарвардского университета Венкатешем Н. Мурти, поставила любопытный эксперимент, в котором принимали участие весьма необычные белые мыши. Эти животные смогли "понюхать"… луч света. Подобное стало возможным благодаря последним достижениям генной инженерии.

Этим животным внедрили в ядра клеток слизистой оболочки носоглотки, которые способны воспринимать запахи, комплекс генов, участвующих в синтезе белков, называемых родопсинами. Напомню, что эти белки присутствуют у животных в сетчатке глаза и являются фоторецепторами, то есть "датчиками", воспринимающими свет. В итоге органы обоняния мышей смогли реагировать на свет, как на запах.

Читайте также: ГМОфобия излечима

Почему же в качестве раздражителя в этих экспериментах был выбран именно свет? Потому, что животные воспринимают лишь небольшой участок спектра световых волн, к тому же реакция на этот раздражитель всегда комплексна и однозначна, поскольку у большинства живых существ нет отдельных рецепторов, реагирующих, например, только на синий свет, только на красный или только на ультрафиолет. Получается, что световая волна, в отличие от запаха, воспринимается нами как нечто цельное.

После того как удивительные "светонюхательные" мыши были, наконец, созданы, ученые поместили животных в освещенное место и стали смотреть, какие зоны мозга активизируются при контакте животного с ними. В результате удалось составить достаточно подробную карту участков мозга, возбуждающихся при "обнюхивании" светового луча. Причем удалось установить, что зон коры больших полушарий, обрабатывающих информацию о запахах, в несколько раз больше, чем предполагалось раньше.

Фото: AP

Однако ученые не собираются ограничиваться лишь исследованиями обоняния с помощью генетически модифицированных мышей. Доктор Мурти считает, что новый метод может применяться для расшифровки любых нервных цепочек, которые реагируют на комплексные раздражители, например, на звуковые волны или тактильные ощущения.

"Для того чтобы выяснить, как мозг воспринимает различные запахи, нам показалось наиболее разумным сначала выяснить, какие его участки при этом возбуждаются, — говорит ученый. — Но это достаточно трудно проследить, если использовать раздражители рецепторов обоняния, то есть запахи, поскольку они очень разнообразны и часто нос воспринимает их в комплексе, а это дает смазанную картину. В итоге мы решили как бы преобразовать сам обонятельный анализатор, превратив его в подобие сетчатки глаза. Мы уверены, что этот метод можно использовать для расшифровки любой нейронной цепочки, которая получает информацию от конкретного рецептора и обрабатывает ее".

Самое интересное, что использование подобных "мутантов" сейчас становится распространенным в исследованиях, посвященных разгадкам тайн деятельности мозга. Летом этого года группой американских ученых были созданы такие же "светообонятельные" мухи-дрозофилы (плодовые мушки). Исследователи, внедрив гены родопсинов в ядра обонятельных клеток данных насекомых, добились того, что в рецепторных клетках обонятельных нервов мух синтезировались эти белковые фоторецепторы. В итоге обонятельный нерв дрозофил реагировал на синий свет так же, как на неприятные мухам запахи этилпропионата и октилацетата.

Чтобы проверить, насколько хорошо "работает" созданная система чувствительности к свету, ученые помещали личинок модифицированных мух в чашки Петри, часть которых находилась в темноте, а часть на синем свету. При этом в затененных областях был сильный запах октил ацетата. Несмотря на это обстоятельство модифицированные личинки предпочитали находиться в затененных частях.

Итак, теперь существуют мыши, которые точно знают, каков запах световых волн. Жаль только, что они нам про это никогда не смогут рассказать…

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"