Een recente studie gepubliceerd in Cell onthulde hoe ongeveer 1.100 reukreceptoren die tot expressie worden gebracht op sensorische neuronen, zijn geordend in strikt gereguleerde ruimtelijke posities in het epitheelweefsel langs de neusholte. Een andere studie die tegelijkertijd werd gepubliceerd, leverde een aanvullende kaart op van de expressie van reukreceptoren in het reukepitheel en hun neurale verbindingen met de reukbol van de hersenen.
Dit is 's werelds eerste ruimtelijke distributiekaart van reukreceptoren. Deze prestatie ondermijnt volledig de 30 jaar oude reukperceptie en wordt een mijlpaal doorbraak in de industrie genoemd.
Door middel van single-cell sequencing en ruimtelijke transcriptomics analyseerde het wetenschappelijke onderzoeksteam ongeveer 5 miljoen neuronen in honderden muizen, bracht met succes de precieze verdeling van ongeveer 1.100 reukreceptoren in de neusholte in kaart en onthulde tegelijkertijd hun neurale verbindingspatronen met de reukbollen van de hersenen.
Vroeger geloofden academische kringen over het algemeen dat reukreceptoren willekeurig verdeeld zijn in de neusholte; maar de nieuwe kaart bevestigt dat elke receptor een vaste positie inneemt en zich van de bovenkant naar de onderkant van de neusholte uitstrekt in de vorm van horizontale strepen. Verschillende strepen kruisen elkaar en vormen een zeer geordende topologische structuur.
Uit de studie bleek ook dat de gradiëntverdeling van retinoïnezuur een sleutelfactor is bij het reguleren van de receptorpositionering, en dat het ontwikkelingsproces strikt wordt gecontroleerd door genen.
Deze kaart komt één-op-één overeen met de verwerkingsmodus van de reukbol van de hersenen, wat aangeeft dat de neusholte en de hersenen dezelfde reeks ontwikkelingslogica volgen, waardoor het reuksysteem, zoals zien, horen en aanraken, een duidelijke ruimtelijke kaartrelatie heeft.
Deze ontdekking gooit het traditionele leerboekmodel omver en biedt een theoretische kernbasis voor stamcelreparatiebehandeling van geurverlies - alleen stamceltransplantatie die de gehele neusholte bedekt, kan de reukfunctie volledig herstellen.
Momenteel promoot het onderzoeksteam de verificatie van menselijk weefsel en probeert het de overeenkomst tussen geur- en receptorstrepen vast te stellen. Er wordt verwacht dat het in de toekomst op veel gebieden zal worden gebruikt, zoals ziektediagnose en intelligente detectie.