Техника - молодёжи 2005-02, страница 8

НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ

ЗАГАДКА ЗАПАХА, «ПОЦЕЛУЙ СМЕРТИ» И КЛЕИ ДЛЯ «КИРПИЧЕЙ МИРОЗДАНИЯ»

АЗБУКА ЗАПАХА

Обычно Нобелевский комитет ругают за то, что он дает премии ученым весьма преклонных лет за работы, сделанные ими «на заре туманной юности». На сей раз традиция оказалась нарушенной. Например, Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за исследования, впервые опубликованные всего 13 лет назад, а сами лауреаты все еще продолжают активно работать в науке.

Итак, 10 млн шведских крон (1,36 млн долл.) поделили между собой двое американских ученых - Ричард Аксель и Линда Бак. Этой чести они были удостоены за изучение механизма обоняния. Примечательно, что награда была дана именно за фундаментальные исследования, а не за работы прикладного характера, как это обычно бывает.

«Произошел вообще редкий случай в науке, - отметили представители Нобелевского комитета. — Всего двое ученых всесторонне и подробно исследовали данное явление и прояснили его механизм до конца»...

Сутьже нынешнего открытия состоит в следующем. Американские исследователи на молекулярном и на клеточном уровне изучили нейрофизиологический механизм обоняния, позволяющий живому существу легко различать в среднем около 10 ООО запахов.

Сама Линда Бак объяснила этот механизм так: «Распознавание запахов начинается в полости носа, на том участке слизистой оболочки, где расположены миллионы специализированных сенсорных клеток, которые и атакуются молекулами пахучих веществ. Соответствующие сигналы передаются затем в отдел головного мозга, именуемый обонятельной луковицей. А оттуда транслируются в другие отделы головного мозга, которые, в конце концов, и позволяют нам осознанно различать запахи и испытывать связанные с ними эмоции».

Такое описание, правда, следует признать слишком общим, лишенным многих подробностей. А они таковы.

Хотя над природой обоняния впервые задумались еще древние греки, механизм распознавания запахов долгое время оставался загадкой для исследователей. Они, по существу, так и не смогли продвинуться дальше Тита Лукреция Кара, который в своей «Поэме о природе вещей» еще 2000 с лишним лет тому назад выдвинул концепцию «замка и ключа». По Лукрецию молекула пахучего вещества входит в соответствующую пору носа, словно ключ в замочную скважину. Если молекула и пора в носу подходят друг другу по форме, человек сразу начинает понимать, чем именно пахнет.

Однако более поздние исследования показали, что Лукреций прав лишь при самом первом приближении. Ошибся и Брюсов, написавший однажды, что есть «тонкие, чувственные связи меж формою и запахом цветка». Даже практические одинаковые по форме молекулы могут давать совершенно разные запахи.

Провалились и эксперименты, в ходе которых животным давали нюхать различные пахучие вещества, измеряя при этом электрическую активность обонятельных нейронов. Оказалось, что одни и те же клетки реагировали на разные запахи с неодинаковой интенсивностью.

Тогда Аксель и Бак решили выявить и описать обонятельные рецепторы. То есть те протеины, которые расположены снаружи на мембране обонятельных клеток и способные улавливать молекулы пахучих веществ. А затем и отыскать те гены, которые кодируют эти белки.

Однако из этой затеи тоже ничего не вышло. Причина выяснилось лишь после того, как исследователи выяснили: рецепторов этих огромное множество и все они разные. А главное, синтезируются в организме в ничтожных количествах. Так что даже просто выловить их - весьма сложная задача.

Впрочем, поиск генов, кодирующих обонятельные рецепторы, значительно упростился после того, как Бак сформулировала критерии, которым они должны были удовлетворять. В частности, выяснилось, что рецеп-торные протеины имеют определенную доменную структуру, так что искать следовало лишь те гены, которые кодируют данную разновидность.

В итоге удалось обнаружить целые семейства подобных генов. Всего их оказалось свыше 1000!

Тем не менее теперь стало понятно, какие именно гены и как отвечают за обоняние. Больше всего научный мир поразило, что их столь много — три процента всего генома. И это у человека, способность которого различать запахи оставляет желать много лучшего. А ведь у животных нюх куда острее. А стало быть, и генов обоняния должно быть куда больше.

В самом деле, у подопытных мышей, с которыми экспериментировали исследователи, число активных генов доходит до 10%. В общем, получается, что данное чувство обслуживается куда большим количеством генов, чем любое другое - будь то слух, осязание или даже зрение.

Это, в частности, говорит о том, что в истории эволюции распознавание запахов всегда играло и продолжает

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2' 2 0 0 5

6