Нюх — одна з найзагадковіших здібностей людського організму. Саме запахи попереджають нас про небезпеку, викликають спогади, створюють відчуття дому або навіть повідомляють про наближення дощу. Попри це, механізм роботи нюху досі залишався для науки набагато менш зрозумілим, ніж зір чи слух. Тепер дослідники зробили великий крок до розгадки цієї таємниці. Вчені створили детальну карту нюхових рецепторів у носі мишей, показавши, як саме організовані клітини, що відповідають за сприйняття запахів. Результати дослідження виявилися настільки незвичними, що самі автори називають їх революційними для розуміння нюху. Керівник дослідження, нейробіолог Sandeep Datta, пояснює, що нюх довгий час залишався «без карти». На відміну від інших органів чуття, вчені не могли зрозуміти, як саме розташовані та взаємодіють нюхові рецептори. Для нового дослідження команда проаналізувала понад 300 мишей. У носі кожної миші міститься приблизно 20 мільйонів нюхових нейронів, і кожен із них використовує один із тисяч можливих рецепторів для розпізнавання запахів. Саме ці клітини передають інформацію про аромати до мозку. Вчені змогли секвенувати гени приблизно п’яти мільйонів клітин носової тканини. Це дозволило створити величезну базу даних із понад двох мільйонів нюхових нейронів та простежити, де саме розташовані активні гени, пов’язані із запаховими рецепторами. Раніше науковці вважали, що рецептори розміщені хаотично. Здавалося, будь-який нюховий нейрон може випадково використовувати один із понад тисячі можливих рецепторів. Але нова карта показала зовсім іншу картину. Виявилося, що рецептори організовані дуже впорядковано. Вони формують своєрідні горизонтальні смуги, які проходять від верхньої частини носа до нижньої. Тобто нюхова система працює не хаотично, а за чіткою схемою. Дослідники також з’ясували, що на це розташування впливає ретиноева кислота — природна молекула, яка регулює активність генів у клітинах. Коли вчені змінювали рівень цієї речовини за допомогою препаратів, схема розташування нюхових рецепторів також змінювалася. Ще цікавіше те, що структура рецепторів у носі виявилася пов’язаною з організацією нюхової цибулини мозку — області, яка обробляє запахи. Це свідчить про дуже точну та складну систему передачі інформації між носом і мозком. Хоча дослідження проводили на мишах, науковці вважають, що результати можуть допомогти краще зрозуміти й людський нюх. У ссавців багато спільних генетичних та фізіологічних механізмів, тому принципи роботи можуть бути подібними. Особливо важливими ці відкриття можуть стати для людей, які втратили нюх через хвороби або травми. Після пандемії COVID-19 проблема втрати запахів стала ще актуальнішою, і тепер дослідники сподіваються, що нові знання допоможуть створити методи відновлення цього важливого відчуття. За словами Sandeep Datta, нюх впливає не лише на безпеку чи задоволення від їжі, а й на психологічний стан людини. Саме тому розуміння базових принципів роботи нюхової системи є ключем до майбутніх медичних проривів. Результати дослідження були опубліковані у журналі Cell.

Запах — це потужне відчуття. Він сигналізує вашому тілу, чи буде щось смачним, чи ні, чи ви нарешті вдома, чи скоро піде дощ, або що прийшла весна.Але з усіх відчуттів запах, можливо, є найменш зрозумілим.Тепер вчені наблизили нас до розуміння цього загадкового відчуття, створивши детальну карту, яка показує розташування тисяч різних типів рецепторів запаху, вбудованих у носи мишей. Результат абсолютно гіпнотичний."Ольфакція — це супер-загадка, — говорить нейробіолог Сандіп Датта, старший автор дослідження. — Це відчуття, для якого не вистачало карти найдовше".Карта базується на даних з понад 300 мишей.У носі миші є близько 20 мільйонів ольфакторних нейронів, які кожен виражає один з тисяч різних рецепторів. Кожен з цих нейронів передає інформацію про запах з носа до мозку.Датта та його команда секвенували гени близько 5 мільйонів окремих клітин носової тканини, отримавши набір даних з близько 2,3 мільйона ольфакторних сенсорних нейронів.Потім вони змалювали, де розташовані активні гени, пов'язані з рецепторами запаху. "Наші результати наводять порядок у системі, яка раніше вважалася безладною, що змінює концептуально наше уявлення про те, як це працює", — говорить Датта.Раніше вчені мали труднощі з виявленням рецепторів і вважали, що їхнє розташування має бути випадковим: будь-який ольфакторний сенсорний нейрон міг виражати будь-який з 1,100 можливих ольфакторних рецепторів.Однак нова карта показує, що тип рецепторів, які ці нейрони виражають, дуже залежить від конкретного порядку, в якому вони розташовані.Завдяки цьому вони формують градієнт рецепторів у вузьких горизонтальних смугах, які простягаються від верху до низу носа.Як пишуть Датта та його команда у своїй статті, просторовий порядок в ольфакторній системі "виникає з постійно змінюваного транскрипційного коду, який точно організовує багато окремих каналів, відповідальних за запах".Подальші експерименти показали, що це розташування регулюється природно виникаючою ретиноєвою кислотою, молекулою, яка може регулювати експресію генів у клітинах.Використовуючи препарати для корекції рівнів ретиноєвої кислоти у мишей, команда змогла змістити градієнт рецепторів запаху в носі.Вони також виявили, що розташування рецепторів у носі узгоджується з тим, як організований ольфакторний бугор мозку.Команда сподівається, що, краще зрозумівши анатомію запаху у мишей, вони зможуть краще зрозуміти, що відбувається в людському носі.Звісно, між носами мишей і людей є багато відмінностей, але, як ссавці, ми маємо певні фізичні та генетичні подібності.Знання того, як насправді працює запах, також може одного дня допомогти нам зрозуміти, як відновити його у людей, які втратили це важливе відчуття."Запах має справді глибокий і всепроникний вплив на здоров'я людини, тому його відновлення важливе не лише для задоволення та безпеки, але й для психологічного благополуччя", — говорить Датта.Цікавий фактВчені вважають, що нюх може впливати на наш настрій і навіть на пам'ять, тому його відновлення може бути важливим для людей, які пережили втрату цього відчуття.