嗅觉神经元是如何适应周围环境的？ <长沙自闭症>
小鼠鼻腔横切面。在密集的嗅觉神经元群体(蓝色)中，表达特定类型受体(Olfr151)的嗅觉神经元被标记为亮绿色。
—马德莱娜·布瓦莱特
位于鼻粘膜上的数百万嗅觉神经元帮助哺乳动物感知气味。这些神经元的表面布满了受体，每个受体都可以特异性地与一种气味分子结合。
每个嗅觉神经元只表达一个编码嗅觉受体的基因。人类有450种这样的基因，老鼠有1200种。当一个受体识别出一个挥发性分子时，受体就会被激活，一个信号就会传递到大脑的嗅球，从而被感知为一种气味。在快速变化的环境中，嗅觉系统需要快速响应和适应。比如在一些气味分子的持续刺激下，感知到的气味强度会逐渐减弱甚至消失。
来自科学学院遗传与进化系的伊万·罗德里格斯团队与来自医学院基础神经科学系的艾伦·卡尔顿团队合作，研究小鼠嗅觉神经元的适应机制。
在之前的一项研究中，科学家发现，在受体受到气味分子刺激不到一个小时后，编码这种受体的基因就会降低其在神经元中的表达。这种表达的减少说明了一种快速适应的机制。
嗅觉感受器附着在位于鼻腔的感觉神经元的表面。它们可以识别气味分子，并将信息传递给大脑。这些神经元如何检测各种信号，适应不同水平的刺激？
来自日内瓦大学科学学院和医学院的一个联合小组研究了这些神经元的基因表达在有或没有气味刺激的情况下是否有所不同。科学家随后发现，这些基因的表达会根据表达的嗅觉受体和之前接触气味的情况而发生变化。
这一发现最近发表在《自然-通讯》上。它突出了嗅觉神经元的多重特征及其对周围环境的适应性。
全身:一个气味分子和数百个基因表达的变化
随后，生物学家分析了这些神经元在受到气味分子刺激后的基因表达。他们发现这些分子在激活的神经元中诱导了基因表达的巨大变化。
“我们原以为神经元和气味分子的结合只会激活相应的受体，但我们发现嗅觉神经元在激活后通过调节数百个基因的表达，极大地改变了它们的特性。神经元的新特性也依赖于表达的受体。我们发现的是一种意想不到的、大规模的、快速的、可逆的适应机制。”伊万·罗德里格斯说。
这项研究揭示了嗅觉神经元不仅仅是从静止状态变为活动状态的受体，其特征处于不断进化的过程中，其影响不仅来自受体表达，还来自过去的经历。
这一发现进一步解释了嗅觉系统的复杂性和灵活性。对于这个来自日内瓦的联合团队来说，他们的下一个目标是了解决定这一特征的机制。
来源:日内瓦大学|排版:光影
译者:叶卓阳|校对:Soda
编辑:老橙|封面:亨利校园
原文:https://神经科学news.com/
具有特定特征的神经元
生物学家继续探索这条路径，试图找出这种对嗅觉体验的适应是否不仅影响编码这种受体的基因，还影响其他基因。
为此，科学家们通过对成千上万个嗅觉神经元中的信使RNA*进行测序，确定了嗅觉刺激前后表达的那些基因的特征。
*指导蛋白质合成的分子。
“我们惊讶地发现，当环境中没有刺激时，小鼠不同嗅觉神经元中信使RNA的特征是互不相同的，并且对其表达的嗅觉受体具有特异性。”遗传进化系的博士生、这篇论文的合著者路易斯·福罗雷斯·霍格说。
一方面，表达同一受体的其他神经元一起表达这个受体；另一方面，它们在数百种其他基因的表达上是不同的。这些基因的表达水平似乎受表达的嗅觉受体调节，因此嗅觉受体可能具有双重功能。
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