Обоняние — одна из самых сложных систем восприятия, которые есть у человека. Например, для того, чтобы видеть все цвета радуги, человеку нужно всего три рецептора в глазах. Для сравнения: запах кофе возникает из-за комбинации более чем 200 химических компонентов, каждый из которых структурно разнообразен, и ни один из них сам по себе не пахнет кофе.
«Обонятельная система имеет несколько сотен рецепторов. При этом она должна распознавать огромное количество молекул запахов. Именно поэтому устройство обонятельной системы сильно отличается от других сенсорных систем», — сообщила нейробиолог Ванесса Рута.
В новом исследовании Рута и ее коллеги представили работу обонятельного рецептора с молекулярной точки зрения. Результаты опубликованы в Nature. В то время как большинство рецепторов других систем восприятия распознают лишь несколько конкретных молекул, большинство обонятельных рецепторов способны распознавать огромное количество различных молекул. Когда рецептор реагирует на химические компоненты запаха, формируется паттерн запаха, который и воспринимается мозгом.
Однако закономерность, которая определяет, на какие химические компоненты реагирует рецептор, пока остаётся загадкой: один и тот же рецептор воспринимает соединения, которые отличаются как структурно, так и химически. Более того, различая конкретный набор молекул, он не способен воспринимать другие молекулы.
«Чтобы сформировать базовое понимание распознавания запахов, нам нужно знать, как один рецептор может распознавать несколько различных химических веществ, что является ключевой особенностью работы обонятельной системы и остается загадкой», — отмечают авторы исследования.
Однако у учёных по этому поводу есть две теории. Первая: рецепторы эволюционировали, чтобы различать большие группы молекул, реагируя на частичную, но определяющую особенность молекулы. Вторая: каждый рецептор одновременно имеет несколько «пор» на своей поверхности, которые позволяют вмещать несколько разных молекул.