來自德國馬普生物物理學研究所的研究人員發(fā)表了題為“Regulation of the Probability of Mouse Odorant Receptor Gene Choice”的文章，解析了嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)中一個嗅覺受體基因是如何調(diào)控嗅覺的，也揭示出嗅覺神經(jīng)細胞如何在1200個基因中挑選出一個基因，行使關(guān)鍵的作用。這一研究成果公布在Cell雜志上。

領(lǐng)導這項研究的是馬普生物物理學研究所的Peter Mombaerts研究員，目前任馬普研究院法蘭克福所所長，主要從事嗅覺等方面的研究，曾與北京生命科學研究所的羅敏敏研究組共同發(fā)現(xiàn)過小鼠可以通過一類特殊的嗅覺神經(jīng)元感受接近于空氣中濃度的二氧化碳。

在視、聽、嗅、味及體覺五大特殊感覺當中，嗅覺是最不受重視的一項。如果讓人選擇可以割舍的感覺，嗅覺總是名列前茅，甚至還在味覺之前。但一般人卻不一定知道，食物的香味有80%是由嗅覺所貢獻，如果少了嗅覺，再美味的食物吃起來也將如同嚼蠟。

在人類各種功能的研究中，嗅覺研究是最滯后的研究領(lǐng)域。直到2004年的諾貝爾生理醫(yī)學獎頒給了兩位研究嗅覺的美國學者，嗅覺研究又再次引起了科學家們的重視。在許多動物基因組中，嗅覺受體基因是一個龐大的家族，比如小鼠基因組中包含有大約1200個受體基因，這些基因大致分為40個基因簇，不同基因簇中包含的基因數(shù)量不同，其中的調(diào)控序列能調(diào)控個體基因的選擇，到目前為止，科學家們還只發(fā)現(xiàn)了兩個這個的調(diào)控DNA序列：14號染色體上的H元素，以及7號染色體上的P元素。

研究人員通過RNA分析方法，發(fā)現(xiàn)P元素能調(diào)控一個包含有24個受體基因的基因簇中，個體基因的選擇，缺失這一因子的小鼠，其嗅覺神經(jīng)元選擇系統(tǒng)就會出問題。Mombaerts說，“P元素只能調(diào)控一個基因的開啟，決定這個細胞是否選擇這一基因表達。但是它對于單個細胞中受體分子生成的數(shù)量沒有影響。因此這一因子就像是一個on-off開關(guān)”。P元素并不影響同一染色體，或者其它染色體上的其它基因簇。

通過P元素缺失小鼠，研究人員發(fā)現(xiàn)了對于嗅覺受體基因選擇方面的一些不同影響，比如一些基因不再被選擇上，還有一些基因表達的嗅覺神經(jīng)細胞減少了，另外一些基因則完全不受影響。研究人員認為這說明P元素并不是唯一對24號基因簇產(chǎn)生影響的DNA序列。

值得關(guān)注的是在這項研究中，采用了一種新技術(shù)：來自NanoString的nCounter RNA系統(tǒng)，利用這一技術(shù)，研究人員能一次完成嗅覺受體基因中一半mRNA的水平分析，而利用傳統(tǒng)方法，一次只能分析一個嗅覺受體基因。

這項研究有助于科學家們了解一個嗅覺神經(jīng)細胞如何在1200個基因中挑選表達基因的機制，“要揭開這個令人著迷的迷題，我們還有很多路需要走，基因簇中的這種選擇安排也許扮演了重要的角色。顯然這一過程并不僅僅是一個單機制，嗅覺受體基因選擇也許在多個水平進行調(diào)控”，Mombaerts解釋道。