af Shveta Ramdas
for en måned siden nævnte jeg tilfældigt for mine labkammerater, at jeg ikke kan få nok af lugten af gas, og at jeg havde stjålet en tavlemarkør fra vores laboratorium for at snuse, da jeg var særlig frustreret over forskning. Dette havde to resultater: mine labmates driller mig nu nådesløst, og jeg er klar over, at ikke alle er så fortryllede af disse lugte som jeg er.
sidstnævnte var en ganske Epifanie: jeg havde forestillet mig, at alle finder lugten af gas ambrosial. Så hvorfor er det ikke sandt? At være en genetiker, selvfølgelig min første tanke var, at det skal være alle i generne.
genetikken af olfaction
mennesker har omkring 400 gener (400!), der koder for olfaktoriske receptorer (lad os kalde dem ORs), der er ansvarlige for lugtopfattelse (for at gøre tingene mere komplicerede har vi 600 “pseudogener” eller ikke-funktionelle gener, der ligner disse 400 funktionelle). Dette er blandt de mest forskellige sæt gener hos mennesker: dine ORs kan have så mange som 3 ud af 10 funktionelle forskelle (eller 30%) fra ORs fra et andet menneske. Dette har fået forskere til at sige, at hver af os har vores egen “unikke næse” og et lugtende fingeraftryk næsten unikt for hver person!
vores næser er foret med nerver, der indeholder disse eller proteiner, som binder til molekylerne i lugt kaldet lugtende molekyler. Hvert af disse proteiner genkender og binder til et specifikt molekyle (eller et særskilt sæt molekyler); og omvendt kan hver lugtstofmolekyletype binde til flere Or ‘ er. Da hver lugt er en kombination af lugtmolekyler, og hver receptor igen binder til forskellige undergrupper af disse, er den lugt, vi opfatter, en kombination af reaktioner fra forskellige Or ‘ er. For eksempel kommer duften fra maden på din tallerken ind i din næse som en blanding af mange, mange molekyler. Hver af disse binder sig til forskellige Or ‘er, der forer din næse, hvor nogle molekyletyper genkendes af flere forskellige Or’ er. Hver bundet receptor sender nu et signal til hjernen, som derefter forbinder de kombinerede meddelelser til en bestemt duft. Denne kaskadeproces er en smuk symfoni, der fører til vores opfattelse af lugt, noget vi tager for givet.
da hver af os har forskellige ORs, har vi sandsynligvis evnen til at skelne nogle lugte, der går ubemærket af andre. Der har været adskillige genetiske undersøgelser af forskelle i reaktioner på madrelaterede lugte (som igen påvirker, hvordan man opfatter smag), ‘græsighed’, mandlig sved og parfume: de fleste af disse genetiske undersøgelser forbinder forskelle i opfattelse med ovennævnte eller gener. Tilbage til spørgsmålet: Hvad er det ved den måde, jeg lugter på? Der har ikke været nogen større undersøgelser, der forbinder de produktive ORs med opfattelsen af forbindelser i bensin (eller tavlemarkører), hvilket kan betyde, at der er mere arbejde at gøre på dette område, eller at der er andre mekanismer, der bestemmer vores følsomhed over for dem. Faktisk er der andre gener, der kan påvirke dit svar—dem, der er ansvarlige for produktionen af dopaminreceptorer!
neurotransmittere og olfaction
dopamin er en neurotransmitter: et protein, der transmitterer signaler i hjernen. Det sender især signaler om belønning. Tænk på, hvordan du har det efter at have spist chokolade eller få en høj score på et hårdt spil. Hvis nogle ting, vi lugter, fører til en aktivering af belønningscentret (som nogle forbindelser i bensin eller chokolade), så vil vores lugtesans måske også virke forbedret eller undertrykt afhængigt af hvor givende vi opfatter det at være. Nogle forskere har fundet ud af, at reduktion af responsen fra en bestemt dopaminreceptor (proteinerne, der reagerer på dopaminsignalet i hjernen) nedsatte evnen til at lugte en lugt, svarende til hvad der ville ske, hvis du gik væk fra lugten. Dette antyder, at jo mere ‘givende’ en lugt er, jo mere sandsynligt er det, at vi opfatter den. Ovenstående teori har spændende implikationer for forbindelser mellem lugtopfattelse og andre manifestationer af belønningssystemet: humørsygdomme og afhængighed.
vores foreninger med minder påvirker vores næse
en anden populær hypotese er den associative: hvordan vi reagerer på lugte afhænger ofte af, hvad vi forbinder med dem. For eksempel, hvis du svømmede meget i din barndom, er det meget sandsynligt, at du forbinder lugten af klor med gode minder om svømning. Hver gang du fanger en lugt af klor, brænder neuronerne, der genkender denne lugt, neuronerne, der koder for svømning, som de er stærkt forbundet med. Den behagelige hukommelse forbundet med lugten bliver en belønning, der gør den oprindelige stimulus mere attraktiv.
så det korte svar på mit første spørgsmål (ankom efter 600 ord) er: vi ved det ikke. Opfattelsen af lugt er en kompleks proces, der involverer mange biologiske underprocesser, der fungerer sammen. Et lugtstofmolekyle passerer gennem en labyrint af receptorer i min næse, der stort set bestemmes af min genetik, forårsager ændringer i min hjerne ifølge mine neurotransmittere og er gennemsyret af en subjektiv sprinkling af minder, der er unikt mine. Vi har alle vores egne unikke næser, og nogle af disse elsker tilfældigvis de berusende dufte af tavlemarkører og brændstof.
om forfatteren
Shveta er kandidatstuderende i bioinformatik ved University of Michigan. Hendes forskning involverer at studere beregningsmetoder til at forstå det genetiske grundlæggende ved psykiatrisk sygdom. Hendes bachelorgrad er fra National University of Singapore, hvor hun studerede computational biology. Uden for forskning nyder Shveta at læse, yoga og finde ud af det genetiske grundlag for at være en muggle. Følg Shramdas på kvidre @shramdas.
Læs alle indlæg af Helle her.