根據《細胞報告》(Cell Reports)發表的一項研究,紐約城市大學一部分的亨特學院的研究人員創造了具有更高嗅覺能力的超級嗅探小鼠。可以通過使用小鼠或人類氣味受體將小鼠調整為對任何氣味具有不同水平的敏感性的小鼠,可以用作地雷探測器或新型疾病傳感器的基礎。
該技術是一種工程化小鼠基因組的轉基因方法,也可以為研究人員提供一種研究人類氣味受體的方法。亨特(Hunter)生物科學副教授保羅·費恩斯坦(Paul Feinstein)說:「這是我們的五種基本感覺之一,但我們幾乎不知道大腦如何編碼氣味。」「它仍然是一個黑匣子。」
氣味感受器的性質是在1991年獲得的,這是諾貝爾獎獲得者的壯舉,但是,對於氣味系統本身的確切連接方式仍然知之甚少。哺乳動物的鼻子包含一組感覺神經元,每個神經元都配備了一個稱為受體的化學傳感器,可以檢測特定的氣味。與人類一樣,在小鼠中,每個神經元僅選擇一個受體。總的來說,神經元選擇的受體分布均勻,因此千種不同的受體中的每一個代表約0.1%的神經元。
為了理解這些神經元用來選擇特定受體的機制,費恩斯坦修補了小鼠基因組。他通過注射到受精卵細胞的核中,通過轉基因方式引入了氣味受體基因的DNA。他還向基因序列添加了額外的一串DNA,以查看它是否會改變選擇基因的可能性。經過幾次嘗試,他發現了一個字符串,當複製四次或更多次時,它可以工作。
這種額外的DNA串的更多副本導致一系列超級嗅探小鼠,它們的神經元數量不斷增加,這些神經元表達選定的受體,該受體是一種特性良好的受體,可檢測出苯乙酮,其氣味類似於茉莉花。小鼠仍然保持其他氣味受體相對均勻的分布。「我們還不知道神經元如何執行單一的基因選擇,但是我們可以增加給定選擇發生的可能性,」