人类的鼻子有上百万的嗅觉神经元,它们组成了上百种不同的神经元类型.每一类神经元又只能表达一种嗅觉受体.表达相同嗅觉受体的所有神经元连接到大脑中的一个区域,使得人类能感受到特定的气味.
例如,当你闻到一朵玫瑰花时,只有那些可以表达特定嗅觉受体（能够检测到玫瑰花释放的化学物质）的神经元会被激活,之后活化的神经元又再激活大脑中的特定区域.臭鸡蛋又是另一种情况,它激活了另外一组神经元,该组神经元表达能感受臭鸡蛋味道的受体,进而激活大脑中的另一区域.这种对气味辨别十分关键的每个神经元一个受体的模式一直是个谜,它已经困扰了科学家们很多年. （原子力显微镜使用分析 ）
现在,由加利福尼亚大学的神经生物学家们领导的研究小组对这一问题有了一个新解释.他们重点研究了果蝇中用于检测二氧化碳的嗅觉受体,确定了嗅觉神经元中的一个名为MMB/dREAM的大的多蛋白复合物.该复合物在选择二氧化碳受体表达在适当神经元方面发挥主要作用.相关研究结果发表在11月15日的Genes & Development上.
"刹车"机制
据研究人员所说,果蝇触角中的一个分子机制首先抑制了大部分嗅觉受体基因（大约60个）的表达.该机制的作用就像一个刹车,依赖被DNA紧密包裹的抑制性组蛋白.所有的昆虫和哺乳动物体内都存在这一机制,该机制能使大部分嗅觉受体基因家族被抑制.
Ray解释说,你可以把这一机制的运行模式理解成一个打字机.当没有键按下去的时候,一个弹簧或者"刹车"就会使字模远离纸张.然而,当键按下时,"刹车"就会释放,这一相应的字就会印在纸张上.正如将字母印在特定的位置对于信件读取是十分重要的一样,一个神经元表达一个受体可以让鼻子产生不同类型的感受器. （薄层色谱操作技术 ）
Ray说：“如果不是这种情况,一个单个的细胞会表达几个受体,在感受器类型上就不会有区别.我们研究的下一个目标是回答神经生物学的基础问题：我们的神经系统如何产生了这么多不同类型的细胞,形成了细胞的多样性？”
另外,研究人员还将检测在果蝇中确定的这种受体制动机制是否也参与了如蚊子等其它生物的嗅觉过程.另外,他们还将检测果蝇中的其它受体,来解释是什么因素解除了其它受体的受抑制状态.
调节响应水平
研究人员还发现,果蝇中MMB/dREAM多蛋白复合物的活性能够改变二氧化碳受体的水平,从而调节它们对二氧化碳的响应程度.（疏水作用层析 ）
Ray说：“如果你调低了该复合物的活性,也就同时降低了二氧化碳受体的表达,这样果蝇就不能有效的感受二氧化碳.特别令人兴奋的是,该复合物在蚊子中也是高度保守的,这意味着我们或许能够利用遗传学手段来调低蚊子中这一复合物的活性,从而潜在地降低蚊子对二氧化碳的感受能力,而蚊子主要就是依靠对二氧化碳的感觉来寻找寄主.因为二氧化碳受体在蚊子中如此保守,我们希望这种在果蝇中发现的调控机制也能在蚊子中发挥作用.”
触角对下颚须
有趣的是,果蝇感觉二氧化碳是利用位于它们触角中的二氧化碳受体,而蚊子被二氧化碳吸引则是靠位于它们下颚须（靠近口器的小的结构）中的二氧化碳受体.研究小组发现,在蚊子多蛋白MMB/dREAM复合体中的两种特殊蛋白与果蝇中相应的同源蛋白在序列上有很大差别. （离子交换层析纯化超氧化物歧化酶 ）
Ray说：“这两种蛋白——E2F2和Mip120,能够解释为何果蝇中的二氧化碳受体表达于它们的触角中,而蚊子中的二氧化碳受体却表达于它们的下颚须中.”（来源：生物无忧）
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