Американские и итальянские молекулярные биологи раскрыли уникальные особенности в структуре и активности РНК-молекул внутри обонятельных рецепторов млекопитающих, благодаря которым эти нервные клетки специализируются на распознавании лишь одного из множества ароматов. Об этом сообщила пресс-служба Колумбийского университета.
"Мы выяснили, что процесс формирования обонятельных нейронов протекает в формате своеобразной битвы между тысячей участниками, роль которых играют гены. Оказалось, что молекулы РНК, которые нейрон вырабатывает при созревании, меняют архитектуру генома таким образом, что это усиливает активность одного из этих участков ДНК и подавляет работу всех его "конкурентов", - заявил научный сотрудник Колумбийского университета Ариэль Пурморади, чьи слова передает пресс-служба вуза.
Как отмечают исследователи, нос человека и других млекопитающих содержит в себе десятки миллионов обонятельных рецепторов, специализированных нервных клеток. Каждый из этих нейронов специализируется на распознавании одного аромата или конкретного типа летучих молекул, каждый из которых кодируется в наборе из примерно тысячи обонятельных генов.
Ученых давно интересует то, как обонятельные нейроны "выбирают" один из тысячи этих вариантов в процессе их развития и какие внутриклеточные молекулярные механизмы отвечают за этот выбор и формирование белковых молекул, непосредственно отвечающих за распознавание запахов. Исследователи впервые получили подобные сведения при помощи созданной ими методики, которая позволила извлечь растущие нейроны из носа мышей и проследить за их развитием.
Молекулярные механизмы роста рецепторов
Так, ученые наблюдали за сдвигами в уровне активности отдельных генов в этих нервных клетках, для чего отслеживали изменения в трехмерной структуре генома нейронов и изучали структуру наборов молекул РНК, присутствующих в данных тельцах. Эти эксперименты указали на то, что в ядре растущего нейрона изначально присутствует сразу несколько регионов, где наблюдается высокий уровень активности генов, кодирующих обонятельные белки.
Как обнаружили ученые, эти регионы непрерывно вырабатывают особые молекулы РНК, которые повышают активность связанных с ними генов и при этом подавляют работу "конкурирующих" областей в других участках ядра нейрона. В конечном итоге, в коллективной борьбе между всеми этими регионами побеждает самый активный участок, в результате чего обонятельный нейрон начинает вырабатывать только один тип белков, распознающих запахи.
Данный процесс, как отмечают специалисты, очень похож по своей сути на многие физические процессы, в том числе спонтанное намагничивание расплавленного железа при его остывании или то, как формируются кристаллы соли при испарении рассола. Схожим образом, как предполагают ученые, могут происходить и многие другие сложные процессы в организме, требующие совершения выбора из нескольких вариантов, в том числе "отключение" лишней Х-хромосомы.
Фото: © REUTERS/Tyrone Siu
