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Nature:一个基因让老鼠“不怕”猫

2013年6月8日讯 /誉津YUJINBIO/--人类有三种色觉受体,而嗅觉受体相关基因则有380个,老鼠甚至有1000多个嗅觉受体基因。而且,咖啡香味和香水这些普通的气味往往就能激活很多嗅觉受体。波扎说:“在嗅觉研究领域,人们有一个普遍共识,缺少一个嗅觉受体基因是不会对嗅觉造成严重影响的。” 波扎和他的同事希望验证这一假设,他们通过基因手段去除一类特定的受体基因,这类受体是“追踪胺类物质”的受体。

波扎的团队发现,TAAR基因对胺类物质极为敏感,这类胺类物质在生物体内广泛存在,并且主要存在于腐烂物质和代谢物中。老鼠和人一样,都会本能地避开这些难闻腥臭的胺类物质。

波扎团队的博士后亚当-德文(本研究的第一作者)以及硕士罗德里格?帕西菲科,他们培育出了缺少所有14个TAAR基因的老鼠。发现,这些老鼠不再反感胺类物质。随后,研究者仅仅只敲除TAAR4基因,TAAR4基因编码的受体仅对苯乙胺做出应答,苯乙胺是一种在食肉动物尿液中含量很高的物质。有趣的是,缺少TAAR4的老鼠不会对苯乙胺做出应答,换句话说,它们不再害怕嗅到猫的尿液,但对其他胺类物质却没有此反应。“看到这样的选择应答真是太激动人心了,只要敲除老鼠的一个嗅觉受体基因,就能改变它们的行为。”德文说。

到目前为止,研究人员发现的所有的哺乳动物中都存在TAAR基因,人类也一样。“事实上,这么多动物保留有TAAR基因,这就意味着这类基因对于我们的生存十分重要。” 波扎说。

我们认为TARR基因能使动物对胺类物质十分敏感。另外,TAAR基因对人类的作用也许是让我们避开富含胺类的腐烂物质。确切地说,TAAR基因的作用机理或许是向大脑的特定区域传递信号,这些区域与动物的反感逃避行为有关。

波扎团队近期发现,人类鼻子中表达TAAR基因的神经元与嗅球的特定区域连接,嗅球是脑中接收嗅觉信号的第一站。这项研究表明,TAAR基因在老鼠中导致对胺类物质的特定应答,人类也不例外。“我们希望通过这项研究揭示特定的大脑回路,这将为我们研究哺乳动物的本能行为奠定基础,这也有助于我们研究神经回路是如何影响行为的。” 波扎称。

这项研究由以下单位提供经费资助:美国国立卫生院耳聋与其他交流障碍性疾病研究所 (National Institute on Deafness and Other Communication  Disorders , NIDCD),美国白宫基金会 (The Whitehall Foundation),以及美国脑研究基金会(Brain Research Foundation,BRF)。(誉津 yujinbio.com)

Non-redundant coding of aversive odours in the main olfactory pathway

Adam Dewan, Rodrigo Pacifico, Ross Zhan, Dmitry Rinberg & Thomas Bozza

Many species are critically dependent on olfaction for survival. In the main olfactory system of mammals, odours are detected by sensory neurons that express a large repertoire of canonical odorant receptors and a much smaller repertoire of trace amine-associated receptors (TAARs)1, 2, 3, 4. Odours are encoded in a combinatorial fashion across glomeruli in the main olfactory bulb, with each glomerulus corresponding to a specific receptor5, 6, 7. The degree to which individual receptor genes contribute to odour perception is unclear. Here we show that genetic deletion of the olfactory Taar gene family, or even a single Taar gene (Taar4), eliminates the aversion that mice display to low concentrations of volatile amines and to the odour of predator urine. Our findings identify a role for the TAARs in olfaction, namely, in the high-sensitivity detection of innately aversive odours. In addition, our data reveal that aversive amines are represented in a non-redundant fashion, and that individual main olfactory receptor genes can contribute substantially to odour perception.


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