由杜克大学、加州大学旧金山分校和希望之城贝克曼研究所领导的研究小组设计了嗅觉受体，揭示了气味辨别的分子基础。
脊椎动物通过 G 蛋白偶联嗅觉受体(OR) 感知气味。人类有大约 400 个这样的受体，它们使我们能够嗅出我们遇到的好气味和难闻的气味。
OR 家族包括两个主要类别。I 类 OR 针对羧酸进行调节，可捕捉醋、变质牛奶、汗水、某些奶酪、动物脂肪和一些食用油的气味。II 类 OR 可对多种气味作出反应，代表了人类的大部分嗅觉。
由于难以直观地看到这些天然受体位点的作用，因此了解嗅觉系统如何检测和区分具有不同物理化学性质的气味仍然是一个挑战。
观察 OR 在人类鼻腔中的相互作用超出了当前实验室技术的范围。值得庆幸的是，研究人员发现，在模拟实验室环境中重现 OR 是科学可以做到的事情。
在《自然》杂志上发表的这项研究《工程嗅觉受体阐明了气味辨别的基础》中，研究人员使用采用共识蛋白质设计策略制作的工程嗅觉受体来揭示气味与嗅觉受体相互作用的分子特性。
工程化OR在基因上仿照人类OR的17个主要亚家族进行构建，为具有高度序列和结构相似性的单个天然OR提供了模板。
设计出人工 OR 后，研究团队创建了定制的遗传指令（合成 DNA）来生产这些合成受体。然后将合成 DNA 插入载体，载体是可以在宿主细胞内独立复制的小环状 DNA 分子。
这些载体被引入实验室培养的人类细胞中，利用细胞作为微型工厂，将遗传指令转化为工程化 OR 蛋白质。
研究人员进行了 cAMP 积累试验，以测试经过改造的 OR 对特定气味的反应活性。该试验测量了环磷酸腺苷 (cAMP) 的产生，环磷酸腺苷是一种参与信号转导的分子。
cAMP 检测通常使用在结合位点活动期间变暗的发光响应，为研究人员提供视觉确认，并在气味与工程化 OR 相互作用时提供受体活化的定量测量。
通过比较工程化 OR 对各种气味的反应，该研究揭示了 I 类和 II 类 OR 之间不同的气味结合模式和激活机制。
该方法的新方法克服了研究人员在揭示 OR 超家族对气味分子识别方面遇到的最大障碍。这一努力将极大地推动未来对嗅觉系统如何检测和区分各种气味的研究。
发表于 2024-11-4 20:25:49