PARFUMS . Tientallen verschillende moleculen vormen de geur van een parfum, ze wervelen in de lucht naar de achterkant van de neus naar het reukepitheel dat ongeveer 2% van het oppervlak van de neusholte bedekt en bestaat uit miljoenen van neuronen uitgerust met geurreceptoren. Activering van deze receptoren genereert elektrische signalen naar de hersenen en de reuklamp die de geur ontcijfert door honderden glomeruli. Dit mechanisme werd enkele jaren geleden ontcijferd door Linda Buck en Richard Axe, die voor hun werk werden beloond door de Nobelprijs voor de geneeskunde, in 2004. Elk van de neuronen van het reukepitheel heeft slechts één type receptor en herkent daarom slechts één geurmolecuul. Er worden echter honderden verschillende receptoren gevonden en deze lijken allemaal in ongeveer gelijke getallen te worden uitgedrukt. " Hierdoor kan een persoon veel geuren detecteren ", zegt Jianhua Xing, een bioloog bij de Pitt School of Medicine en hoofdauteur van deze studie gepubliceerd in de PNAS . In de afgelopen decennia hebben neurowetenschappers geprobeerd te ontdekken hoe de natuur deze beide doelen bereikt: één en slechts één type reukreceptor voor elk neuron selecteren, en er tegelijkertijd voor zorgen dat alle soorten receptoren worden weergegeven. in de hele populatie neuronen ", ondervroeg de onderzoeker.

Een verrassende eenvoud

Om dit mechanisme te begrijpen, beoordeelde hij de resultaten van tientallen onderzoeken naar het menselijke reuksysteem en dat van andere zoogdieren. Uitgerust met deze experimentele gegevens creëerden hij en zijn team een ​​computermodel dat de expressie van reukreceptoren in neuronen weergeeft. "Dit model is gevalideerd omdat het toelaat om sommige resultaten die al door andere onderzoekers zijn verkregen, correct te voorspellen ", zegt Jianhua Xing. En het brengt een verbazingwekkende eenvoud naar voren: de verdeling van de ontvangers berust op een reguleringsmechanisme met drie lagen op basis van het coöperativiteitsbeginsel. De laatste wil dat in een systeem dat bestaat uit ogenschijnlijk onafhankelijke elementen, deze het gedrag van anderen beïnvloeden, hetgeen de voorkeur geeft aan collectieve in plaats van individuele optimalisatie. Dit fenomeen verklaart vele fysische processen zoals vloeistof / damp of biologische overgang zoals eiwitbinding. " We zijn verrast dat de natuur zo'n intimiderend technisch proces als de expressie van reukreceptoren op een eenvoudige manier heeft kunnen oplossen

Aanbevolen Editor'S Choice