0
2065
Газета Наука Печатная версия

25.05.2016 00:01:00

Загадка обоняния скрыта в коре головного мозга

В каждом нейроне человека насчитывается не менее тысячи мутаций

Тэги: биология, днк, обоняние


биология, днк, обоняние За восприятие запахов отвечает одна из сложнейших систем человеческого мозга. Фото Reuters

Сразу несколько исследовательских групп в мире приблизились к выяснению механизмов восприятия запахов человеком. Одним из итогов расшифровки генома Homo sapiens стал факт, поразивший ученых: оказалось, что за синтез в клетках неисчислимого множества протеинов (белков) отвечает мизерное количество генов. Ситуацию несколько прояснили исследования, которые по косточкам разобрали ферментативную систему манипулирования ДНК, и в частности так называемого сплайсинга. Последний позволяет при небольшом количестве генов получать значительно большее число протеинов.

Недавно был прочитан геном мужчины, похороненного 4500 лет назад в холодной пещере Мота, расположенной в одном из холмов Северной Эфиопии. Сухой прохладный микроклимат пещеры способствовал сохранности ДНК. Проведенный анализ подтвердил происхождение предков современных людей из Африки и наличие обратной волны переселения из Евразии. Так, в Восточной Африке евроазиатский геномный «багаж» достигает 25%, а в Южной Африке таких генов 5%.

Основную массу полушарий человеческого мозга составляют клетки глии («клея» белого вещества), в то время как его «плащ» представлен многослойной корой, толщина которой достигает 1,5–2 мм. Многообразие генов проявляется в мозаике типов нейронов и их электрических свойств. В кубике коры со стороной 0,133 мм насчитывается до 30 тыс. нервных клеток более 50 типов и 200 подтипов. И все они проявляют разную активность.

Одна из древнейших систем мозга – обоняние, сложность которого затрудняет исследование. Поэтому ученые концентрируют свое внимание на так называемых грибовидных телах в мозге мухи, состоящих из 2000 нейронов. Разрушение этих тел приводит к «сдвигу» поведения самцов, которые начинают ухаживать за самцами. Недавно открыты 34 «внешних» нейрона с точно известной локализацией, которые отвечают за формирование памяти о различных стимулах, и в частности о запахах и ароматах, которым мухи отдают предпочтение. Отростки нервных клеток соединяют между собой оба образования.

Компьютерный анализ показал, что отростки упомянутых выше 30 тыс.  нейронов образуют до 10 млн контактов и 200 млн синапсов, или точек передачи сигналов между клетками. Синапсы представляют собой микропространства («синаптические щели»), в которые один нейрон выделяет нейротрансмиттеры (медиаторы), связывающиеся с белковыми рецепторами на другом нейроне.

Многие рецепторы имеют ионный канал диаметром 1–2 нанометра, по которому проводятся ионы кальция, хлора, натрия и калия. Открытие канала происходит под действием нейротрансмиттера, а возникший ионный ток приводит к возбуждению или торможению активности нервной клетки. Ее отростки находятся в постоянном тепловом движении (вибрациях), нарушающем молекулярные взаимодействия. Упрочению межклеточных связей помогают белковые молекулы адгезии (слипания). Известно, что нарушение генов адгезивных белков ведет к утере обоняния, нехватке спермиев и нарушениям целостности кожных покровов (синдром бабочки) и развитию ракового состояния клеток.

Еще одна новость – об исследованиях генетических истоков синдрома Дауна, казалось бы, не имеет отношения к способности распознавания запахов. Однако это не так.

Напомним, что синдром Дауна развивается в случае, когда у 21-й пары хромосом появляется лишняя, третья Х-хромосома. Моделирование этого синдрома у мух требует смены состояния одного из их генов (Dscam – Down syndrome cell adhesion molecule). Он имеет сложную структуру, общее число молекул РНК, программирующих синтез белков, достигает 38 тыс. В Университете штата Коннектикут в Фармингтоне с помощью созданного в Оксфорде миниатюрного секвенатора размером со смартфон, читающего последовательность букв (нуклеиновых кислот) генетического кода, «опознали» 8 тыс. В итоге ученые пришли к выводу, что каждый нейрон в мозге дрозофилы уникален, уникальны и мозги отдельных мух.

Незадолго до сообщения, пришедшего из Коннектикута, было установлено, что в каждом нейроне человека насчитывается не менее тысячи мутаций. С учетом всего этого не приходится удивляться наличию как парфюмерных «композиторов», так и людей, плохо различающих запахи. У женщин - две Х-хромосомы, в которых «сидят» гены адгезивных молекул, тоже хорошая чувствительность к духам, особенно других представительниц слабого пола и уж тем более соперниц.


Комментарии для элемента не найдены.

Читайте также


Немецкая экономика растет за счет Восточной Европы

Немецкая экономика растет за счет Восточной Европы

Олег Никифоров

Ведущий предпринимательский союза Германии предлагает установление с Россией партнерских связей на уровне Комиссии ЕС и руководящих органов ЕврАзЭС

0
831
Угрозы национальной безопасности оценит ИИ

Угрозы национальной безопасности оценит ИИ

Ирина Дронина

В России создана система по мониторингу кризисных ситуаций

0
1336
В Минобороны Великобритании считают, что Москва случайно начнет Третью Мировую

В Минобороны Великобритании считают, что Москва случайно начнет Третью Мировую

Ирина Дронина

.Начальник Штаба обороны Королевства называл Россию причиной новой мировой угрозы

0
1339
Знаменитые театры теней покажут в Москве свои спектакли

Знаменитые театры теней покажут в Москве свои спектакли

0
665

Другие новости

Загрузка...
24smi.org