آخرین مطالب

نورون های بویایی با محیط اطراف سازگار می شوند


نورون های بویایی با محیط اطراف سازگار می شوند

سطح مقطع حفره بینی موش (نمای وسیع). در میان جمعیت متراکم نورون‌های بویایی (به رنگ آبی)، نورون‌های بویایی که نوع خاصی از گیرنده (Olfr151) را بیان می‌کنند با سبز روشن مشخص می‌شوند. اعتبار: Madlaina Boillat

گیرنده های بویایی که روی سطح نورون های حسی در حفره بینی وجود دارند، مولکول های بویایی را تشخیص می دهند و این اطلاعات را به مغز منتقل می کنند. چگونه این نورون ها می توانند تنوع زیادی از سیگنال ها را تشخیص دهند و با سطوح مختلف تحریک سازگار شوند؟ یک تیم مشترک از دانشکده علوم و دانشکده پزشکی دانشگاه ژنو (UNIGE) مشخصات بیان ژنی این نورون ها را در حضور یا عدم وجود تحریک بو بررسی کردند. دانشمندان بسته به گیرنده بویایی بیان شده و مواجهه قبلی با بوها، تنوع نامعلومی را در این پروفایل ها کشف کردند. این نتایج در مجله خوانده شود ارتباطات طبیعت، طیف گسترده ای از هویت های نورون های بویایی و سازگاری آنها با محیط اطراف را برجسته می کند.

در پستانداران، درک بوها توسط میلیون ها نورون بویایی، واقع در مخاط حفره بینی تضمین می شود. این نورون‌ها روی سطح خود گیرنده‌هایی دارند که می‌توانند به طور خاص به یک مولکول خوشبو متصل شوند. هر نورون بویایی تنها یک ژن کد کننده گیرنده بویایی را بیان می کند که از مجموعه ای از حدود 450 در انسان و 1200 در موش انتخاب شده است.

هنگامی که یک مولکول فرار توسط یک گیرنده شناسایی می شود، فعال می شود و سیگنالی تولید می کند که به پیاز بویایی در مغز منتقل می شود، سیگنالی که سپس به بو تبدیل می شود. سیستم بویایی به محیط های بسیار متغیر پاسخ می دهد و باید بتواند خیلی سریع سازگار شود. به عنوان مثال، در طی یک تحریک مداوم توسط مولکول های معطر خاص، شدت درک شده به تدریج کاهش می یابد و گاهی اوقات ناپدید می شود.

گروه پروفسور ایوان رودریگز از گروه ژنتیک و تکامل دانشکده علوم، با همکاری پروفسور آلن کارلتون از گروه علوم اعصاب پایه دانشکده پزشکی، به مکانیسم های تطبیقی ​​نورون ها و به ویژه نورون های بویایی در موش در مطالعه قبلی، دانشمندان دریافتند که پس از تحریک یک گیرنده توسط یک مولکول خوشبو به مدت کمتر از یک ساعت، بیان ژن کد کننده این گیرنده در نورون کاهش می یابد که نشان دهنده مکانیسم سازگاری بسیار سریع است.

نورون ها با مشخصات خاص

زیست شناسان این رویکرد را ادامه دادند و این امکان را بررسی کردند که این سازگاری با تجربه بویایی نه تنها بر ژن کد کننده گیرنده، بلکه بر ژن های دیگر نیز تأثیر می گذارد. برای انجام این کار، مشخصات ژن های بیان شده قبل و بعد از تحریک بویایی در هزاران نورون بویایی با تعیین توالی RNA های پیام رسان آنها (مولکول هایی که متعاقباً اجازه تولید پروتئین را می دهند) تعیین شد.

در کمال تعجب متوجه شدیم که در حالت استراحت، یعنی در محیطی بدون تحریک، پروفایل های RNA های پیام رسان جمعیت نورون های حس بویایی موش از قبل بسیار متفاوت از یکدیگر بوده و مختص گیرنده بویایی آنهاست. اکسپرس”، لوئیس فلورس هورگ، دانشجوی دکترا در دپارتمان ژنتیک و تکامل و نویسنده اول این مطالعه گزارش می دهد. نورون هایی که گیرنده یکسانی را بیان می کنند، نه تنها در این گیرنده مشترک هستند، بلکه در بیان صدها ژن دیگر نیز متفاوت هستند. ژن هایی که سطح بیان آنها به نظر می رسد توسط گیرنده بویایی بیان شده هدایت می شود، که بنابراین نقش مضاعفی ایفا می کند.

یک مولکول بیان صدها ژن را تغییر می دهد

زیست شناسان سپس بیان ژن ها را در این نورون ها پس از تحریک توسط مولکول های خوشبو تجزیه و تحلیل کردند. آنها مشاهده کردند که این مولکول ها باعث ایجاد تغییرات عظیم در بیان ژن ها در نورون های فعال می شوند. “در حالی که تصور می شد اتصال یک مولکول بویایی تنها منجر به فعال شدن گیرنده مربوطه می شود، متوجه شدیم که نورون های بویایی با تعدیل بیان صدها ژن پس از فعال شدن، هویت خود را به شدت تغییر می دهند. و این هویت جدید دوباره وابسته است. ایوان رودریگز، نویسنده همکار این مطالعه توضیح می‌دهد که ما با یک مکانیسم سازگاری غیرمنتظره، عظیم، سریع و برگشت‌پذیر مواجه هستیم.

این کار نشان می‌دهد که نورون‌های بویایی نباید به‌عنوان حسگرهایی در نظر گرفته شوند که صرفاً از حالت استراحت به حالت تحریک شده می‌گذرند، بلکه هویت آن‌ها نه تنها بر اساس گیرنده بیان‌شده بلکه بر اساس تجربیات گذشته در تکامل دائمی است. این کشف سطح دیگری به پیچیدگی و انعطاف پذیری سیستم بویایی می افزاید. درک چگونگی تعیین این هویت، چالش بعدی تیم ژنو خواهد بود.


مطالعه نشان می دهد که فرآیند بازسازی نورون های حس کننده بو سازگار است


اطلاعات بیشتر:
لوئیس فلورس هورگ و همکاران، سازگاری رونویسی نورون‌های حسی بویایی با هویت و فعالیت GPCR، ارتباطات طبیعت (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-30511-4

ارائه شده توسط دانشگاه ژنو

نقل قول: نورون های بویایی با محیط اطراف سازگار می شوند (2022، 30 مه) در 30 مه 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-05-olfactory-neurons-environment.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.