El olfato en los mamíferos resulta ser más complejo de lo que pensábamos. En lugar de una familia de receptores dedicada exclusivamente a detectar olores, un estudio en ratones informa que un grupo de neuronas que rodean el bulbo olfatorio utilizan un mecanismo alternativo para captar aromas. Estos "Las neuronas de collar, como se les llama, utilizan este sistema de detección olfativa recién descubierto para responder a los olores que provocan respuestas instintivas, como las feromonas y el olor a semillas y frutos secos. Investigadores de Harvard informan del hallazgo el 26 de mayo en celda .
"Nuestro trabajo sugiere que los mecanismos de los mamíferos para el olfato no son monolíticos en términos de mecanismo o lógica, sino que pueden tomar muchas formas y pueden estar mediados por múltiples tipos de receptores", dice el autor principal Sandeep Robert Datta, neurobiólogo de Harvard MedicalSchool. "Estos hallazgos revisan nuestra visión canónica de cómo los animales sondean el entorno químico".
El trabajo ganador del Premio Nobel en 1991 mostró que, en los mamíferos, cada neurona sensorial del sistema olfativo principal expresa un tipo de receptor acoplado a proteína G GPCR, que está especializado para detectar un tipo específico de olor. El patrónLa actividad de todas las neuronas sensoriales en el sistema olfativo nos permite distinguir entre los diferentes olores presentes en el ambiente. Este patrón de un GPCR por neurona también existe en el sistema olfativo vomeronasal, que está especializado en el reconocimiento de feromonas, lo que sugiere un patrón común ylógica general para procesar el olfato. Sin embargo, un tercer sistema olfativo que consta de neuronas en collar, así llamado debido al patrón circular único de sus proyecciones al cerebro, también responde a diversos olores. No ha quedado claro qué receptores se expresan por estosneuronas y qué papel juegan en la percepción del olor.
En el nuevo estudio, Datta y su equipo descubrieron que las neuronas collar en ratones no expresan GPCR, a diferencia de todos los otros tipos de neuronas sensoriales olfativas en mamíferos. Más bien, estas neuronas expresan la clase de proteínas MS4A, que anteriormente no se sabía quejuegan un papel en la percepción del olor. Además, cada neurona collar expresa múltiples tipos de receptores MS4A, en marcado contraste con la regla de un receptor por neurona que organiza los sistemas olfativos de insectos y otros mamíferos. Estos receptores responden a ácidos grasos que son específicamenteque se encuentra en nueces y semillas, así como una feromona conocida por ser aversiva a los ratones.
"Este descubrimiento sugiere fuertemente que el cerebro debe estar interpretando la información de estos receptores usando una estrategia muy diferente a la que usa el cerebro para discriminar la mayoría de los olores", dice Datta. "Especulamos, pero no tenemos la evidenciapara respaldar esta idea todavía: que los MS4A se utilizan como una especie de sistema de alerta para el cerebro, haciéndole saber que hay algo de verdadera importancia en el mundo, pero sin decirle al cerebro explícitamente qué es esa cosa ".
Al analizar las diferencias entre los genes Ms4a en las especies de mamíferos, los investigadores encontraron que la evolución de estos genes precedió al advenimiento de los receptores de los mamíferos para el gusto y las feromonas. "El hecho de que los MS4A se hayan conservado durante al menos 400 millones de años sugiereque estos receptores juegan un papel crucial en permitir que los animales interactúen con el ambiente olfativo ", dice Datta.
En seres humanos, los receptores de MS4A se han encontrado previamente en los intestinos, las células pulmonares e incluso en los espermatozoides. Según el patrón de expresión de los receptores de MS4A en diferentes tejidos y el tipo de olores que detectan, Datta sospecha que las moléculas de MS4A representanun mecanismo antiguo para detectar moléculas pequeñas etológicamente salientes en el medio ambiente. "Es posible que esta sea la función principal de las MS4A en todas las especies, y que la función olfativa de las MS4A haya evolucionado más recientemente", dice Datta.
Por ahora, no está claro si los MS4A en humanos sirven como receptores de olores. En estudios futuros, Datta y su equipo examinarán si las proteínas MS4A actúan como un receptor de olores primordial en todas las especies. "Esto sería increíblemente interesante, ya que seríasugieren que muchos animales tienen una especie de nariz oculta que desconocíamos enterrada dentro de su sistema olfativo principal ", dice Datta.
Debido a que las proteínas MS4A se expresan en muchas células del cuerpo, los investigadores también probarán si detectan señales generadas por el propio cuerpo ". Si es así, esto sugeriría que una de las razones por las que las Ms4A están tan extendidas a lo largo de la evoluciónes que generalmente se adaptan bien a la detección de moléculas pequeñas en el medio ambiente, independientemente de si ese ambiente es el mundo externo o el interno ", dice Datta.
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