Hiired saavad hapnikku nuusutada

Närilised lõhnavad õhu hapnikusisaldust nina limaskesta spetsiaalsete rakkudega

Peenike nina: see hiir võib haiseda, kui õhus on liiga vähe hapnikku. © mõtteloom
ettelugemist

Tundlikud supernoodid: Erinevalt inimestest võivad hiired lõhna lõhnata isegi hapniku järele. Nende haistmislimaskesta kahe spetsiaalse retseptori korral reageerivad õhu hapnikusisalduse muutudes ja näiteks languses kohe koheselt. Tõenäoliselt on närilised selle "hapnikutunnetuse" välja arendanud, et kaitsta end oma koobastes hingamisgaasi kahjuliku puuduse eest, spekuleerivad teadlased ajakirjas "Neuron".

Hiirtel on väga peen nina: Rohkem kui tuhat haistmisretseptori geeni nende genoomis tagavad, et loomad saavad oma keskkonnas loendamatuid lõhnu nuusutada. Partneri valimisel mängib olulist rolli ka hiirte isaste "parfüüm". Nüüd aga selgub, et hiired võivad lõhnada isegi ainet, mis on eluliselt vajalik, kuid meie jaoks neutraalne: hapnik.

Saladuslikud B-tüüpi rakud

Hiirte ebatavaline lõhnataju avastati siis, kui Katherin Bleymehl Saarimaa ülikoolist ja tema kolleegid uurisid salapäraseid B-tüüpi rakke. Need haistmislimaskesta rakud ei tundunud reageerivat ühelegi lõhnale ja nende pinnal ei olnud ühtegi teadaolevat haistmisretseptorit. Nende funktsioon oli seetõttu mõistatuslik, nagu teadlased selgitavad.

Oma uuringu jaoks paljastasid teadlased hiirte haistmislimaskesta rakke erineva hapnikusisaldusega. Kaltsiumitundlik värvaine näitas, kas ja millised rakud aktiivseks muutuvad. Üllatav tulemus: salapärased B-tüüpi rakud reageerisid juba atmosfääri hapnikusisalduse väikese langusega ja hakkasid intensiivsemalt tulistama.

Kolm korda ebatavaline

"See on paljastanud hiirte haistmismeele uue ja ootamatu rolli: see toimib välisõhu madala hapnikusisalduse andurina, " ütlevad Bleymehl ja tema kolleegid. See on ebaharilik kolmel põhjusel: ühelt poolt hakkavad lõhnaandurid tavaliselt siis, kui "nende" lõhnamolekulide väärtus suureneb - see koguneb tugevamini. Kuid hapnikuandur reageerib liiga vähesele hingamisgaasile. kuva

Hiire lõhnav limaskest mikroskoobi all: Hapnikuvaegusele reageerivad B-tüüpi rakud on rohelised, normaalsed haistmisrakud punased. Neurogeneetika MPI

Teisest küljest ei saa imetajad tavaliselt hapnikku nuusutada. Näiteks kui keskkonnas puudub hingamisgaas, registreerib selle andur meie unearterites: see käivitab häire, kui veres on liiga vähe hapnikku. Andur, mis mõõdaks hapniku taset otse sissehingatavast õhust, puudub aga. Hiirtel on aga selline lisakaitse.

Ja kolmandaks registreerivad hiired hapnikuvaeguse ilma haistmisretseptori geenita. Seetõttu puudub neil eriline hapniku dokkimispunkt haistmislimaskestal. Selle asemel näivad näriliste "hapnikuhimu" jaoks üliolulised kaks normaalset geeni: kui loomadel blokeeriti geenid Gucy1b2 ja Trpc2, siis nende hapnikualarmid ei reageerinud. Kuidas andur täpselt töötab, pole siiani teada.

Kohanemine maa-aluse eluviisiga

Kuid miks M uses on see "kuues" hapniku tunne? Nagu teadlased selgitavad, on vastus tõenäoliselt nende eluviis. Närilised elavad koobastes ja kasvatavad seal oma noori. Nad ehitavad oma pesad sinna, kus on ohtralt hapnikku. "Järglased vajavad piisavalt hapnikku, vastasel juhul on kutsikad alavarustatud, " ütleb Frank Zufall Saarimaa ülikoolist.

Võimalus nuusutada õigeaegselt liiga vähese hapnikuga kohti võib seetõttu takistada närilistel pesade tahtmatut moodustamist ebasoodsatesse, halvasti ventileeritavatesse piirkondadesse. Ka katsed näitasid, et hiired õpivad väga kiiresti, kus leida madala hapnikusisaldusega kohti, ja väldivad nendes kohtades viibimist.

Huvitav on see, et ka meil, inimestel, on kaks hapnikuanduri geeni Gucy1b2 ja Trpc2. Meie jaoks on need siiski vaid nn pseudogeenid, mida ei loeta ja mis tõenäoliselt enam valke moodustada ei saa. Kas B-tüüpi rakud esinevad inimestel ja on vastuvõtlikud hapnikuvaegusele, on endiselt ebaselge. (Neuron, 2016; doi: 10.1016 / j.neuron.2016.11.001)

(Max Plancki Selts, 12.12.2016 - MTÜ)