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超级嗅探小鼠可以检测地雷并解码人类嗅觉系统

根据《细胞报告》(Cell Reports)发表的一项研究,纽约城市大学一部分的亨特学院的研究人员创造了具有更高嗅觉能力的超级嗅探小鼠。可以通过使用小鼠或人类气味受体将小鼠调整为对任何气味具有不同水平的敏感性的小鼠,可以用作地雷探测器或新型疾病传感器的基础。

该技术是一种工程化小鼠基因组的转基因方法,也可以为研究人员提供一种研究人类气味受体的方法。亨特(Hunter)生物科学副教授保罗·费恩斯坦(Paul Feinstein)说:“这是我们的五种基本感觉之一,但我们几乎不知道大脑如何编码气味。”“它仍然是一个黑匣子。”

气味感受器的性质是在1991年获得的,这是诺贝尔奖获得者的壮举,但是,对于气味系统本身的确切连接方式仍然知之甚少。哺乳动物的鼻子包含一组感觉神经元,每个神经元都配备了一个称为受体的化学传感器,可以检测特定的气味。与人类一样,在小鼠中,每个神经元仅选择一个受体。总的来说,神经元选择的受体分布均匀,因此千种不同的受体中的每一个代表约0.1%的神经元。

为了理解这些神经元用来选择特定受体的机制,费恩斯坦修补了小鼠基因组。他通过注射到受精卵细胞的核中,通过转基因方式引入了气味受体基因的DNA。他还向基因序列添加了额外的一串DNA,以查看它是否会改变选择基因的可能性。经过几次尝试,他发现了一个字符串,当复制四次或更多次时,它可以工作。

这种额外的DNA串的更多副本导致一系列超级嗅探小鼠,它们的神经元数量不断增加,这些神经元表达选定的受体,该受体是一种特性良好的受体,可检测出苯乙酮,其气味类似于茉莉花。小鼠仍然保持其他气味受体相对均匀的分布。“我们还不知道神经元如何执行单一的基因选择,但是我们可以增加给定选择发生的可能性,” Feinstein说。

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