av Shweta Ramdas
För en månad sedan nämnde jag tillfälligt för mina labmates att jag inte kan få nog av lukten av bensin och att jag hade stulit en whiteboardmarkör från vårt laboratorium för att sniffa när jag var särskilt frustrerad med forskning. Detta hade två resultat: mina labmates retar mig nu nådelöst, och jag inser att inte alla är lika förälskade av dessa dofter som jag är.
den senare var ganska epiphany: jag hade föreställt mig att alla finner lukten av bensin ambrosial. Så varför är det inte sant? Att vara genetiker var naturligtvis min första tanke att det måste vara allt i generna.
genetiken för olfaction
människor har cirka 400 gener (400!) som kodar olfaktoriska receptorer (låt oss kalla dem ORs) ansvariga för luktuppfattning (för att göra saker mer komplicerade har vi 600 ”pseudogener” eller icke-funktionella gener som liknar dessa 400 funktionella). Detta är bland de mest olika uppsättningarna av gener hos människor: dina ORs kan ha så många som 3 av 10 funktionella skillnader (eller 30%) Från ORs av en annan människa. Detta har lett forskare att quip att var och en av oss har vår egen ”unika näsa” och ett olfaktoriskt fingeravtryck nästan unikt för varje person!
våra näsor är fodrade med nerver som innehåller dessa eller proteiner, som binder till molekylerna i lukt som kallas luktmolekyler. Var och en av dessa proteiner känner igen och binder till en specifik molekyl (eller en distinkt uppsättning molekyler); och vice versa kan varje luktmolekyltyp binda till flera ORs. Eftersom varje lukt är en kombination av luktmolekyler, och varje receptor i sin tur binder till olika delmängder av dessa, är lukten vi uppfattar en kombination av svar från olika ORs. Till exempel kommer doften från maten på din tallrik in i näsan som en blandning av många, många molekyler. Var och en av dessa binder till olika ORs som fodrar näsan, med vissa molekyltyper som känns igen av flera olika ORs. Varje bunden receptor sänder nu en signal till hjärnan, som sedan associerar de kombinerade meddelandena till en viss doft. Denna kaskadprocess är en vacker symfoni som leder till vår uppfattning om lukt, något vi tar för givet.
eftersom var och en av oss har olika ORs, har vi sannolikt förmågan att urskilja vissa dofter som går obemärkt av andra. Det har gjorts många genetiska studier om skillnader i svar på matrelaterade lukter (vilket i sin tur påverkar hur man uppfattar smak), ’gräslighet’, manlig svett och parfymer: de flesta av dessa genetiska studier kopplar skillnader i uppfattning till ovannämnda eller gener. Går tillbaka till den gnagande frågan: Vad handlar det om hur jag luktar bensin? Det har inte gjorts några större studier som förbinder de produktiva ORs till uppfattningen av föreningar i bensin (eller whiteboardmarkörer), vilket kan innebära att det finns mer arbete att göra på detta område eller att det finns andra mekanismer som bestämmer vår känslighet för dem. Faktum är att det finns andra gener som kan påverka ditt svar—de som ansvarar för produktionen av dopaminreceptorer!
neurotransmittorer och olfaction
dopamin är en neurotransmittor: ett protein som sänder signaler i hjärnan. I synnerhet sänder den signaler om belöning. Tänk på hur du känner efter att ha ätit choklad eller få en hög poäng på ett tufft spel. Om vissa saker vi luktar leder till en aktivering av belöningscentret (som vissa föreningar i bensin eller choklad), kanske vår luktsinne också verkar förbättras eller undertryckas beroende på hur givande vi uppfattar att det är. Vissa forskare har funnit att minskning av svaret hos en viss dopaminreceptor (proteinerna som svarar på dopaminsignalen i hjärnan) minskade förmågan att lukta en lukt, liknande vad som skulle hända om du gick bort från lukten. Detta tyder på att ju mer ’givande’ en lukt är, desto mer sannolikt är det att vi uppfattar det. Ovanstående teori har spännande konsekvenser för kopplingar mellan luktuppfattning och andra manifestationer av belöningssystemet: humörstörningar och missbruk.
våra föreningar med minnen påverkar våra näsor
en annan populär hypotes är den associativa: hur vi svarar på lukt beror ofta på vad vi associerar med dem. Till exempel, om du simmade mycket i din barndom, är det mycket troligt att du associerar lukten av klor med fina minnen av simning. Varje gång du fångar en doft av klor, skjuter neuronerna som känner igen denna lukt upp neuronerna som kodar för simning, som de är starkt anslutna till. Det trevliga minnet i samband med lukten blir en belöning som gör den ursprungliga stimulansen mer attraktiv.
så det korta svaret på min första fråga (anlände efter 600 ord) är: vi vet inte. Uppfattningen av lukt är en komplex process som involverar många biologiska delprocesser som fungerar i samförstånd. En luktmolekyl passerar genom en labyrint av receptorer i näsan som till stor del bestäms av min genetik, orsakar förändringar i min hjärna enligt mina neurotransmittorer och är genomsyrad av en subjektiv sprinkling av minnen som är unikt mina. Vi har alla våra egna unika näsor, och några av dessa råkar bara älska de berusande dofterna av whiteboard markörer och bensin.
Om författaren
Shweta är en doktorand i bioinformatik vid University of Michigan. Hennes forskning handlar om att studera beräkningsmetoder för att förstå den genetiska grunden för psykiatrisk sjukdom. Hennes grundexamen är från National University of Singapore där hon studerade beräkningsbiologi. Utanför forskningen tycker Shweta om att läsa, yoga och räkna ut den genetiska grunden för att vara en muggle. Följ Shweta på twitter @shramdas.
Läs alla inlägg av Shweta här.