Обоняние — чрезвычайно сложный процесс: нос человека способен различать около десяти тысяч запахов, соответствующих молекулам-«одорантам» различной химической природы, и причём совсем небольшое структурное различие двух молекул способно в корне поменять их запах. Так, октанол имеет цитрусовый аромат, а октановая кислота уже напоминает запах пота.

В отличие от вкусового чувства, основанного на рецепторах всего пяти типов, обоняние «обслуживается» несколькими сотнями (до 3% генома (!)) различных рецепторов, содержащихся в мембранах каждый «своего» типа клеток обонятельного эпителия, образующих рецепторное поле. «Комбинаторный» (или коллективный) принцип реакции на различные возбудители позволяет нам различать на порядок больше запахов, чем для этого имеется рецепторов [1].

Ощущение запахов очень индивидуально — так, например, андростенон (производное мужского гормона тестостерона) для одних людей неприятен (запах пота, мочи), для других — приятен («цветочный», «сладкий»), а для третьих не обладает выраженным запахом.

Группа учёных из университетов Дюка и Рокфеллера (США) провели исследование с участием почти 400 человек, которых просили охарактеризовать по специальной «шкале» запахи 66 различных веществ (в основном стероидной природы) [2]. Два вещества из этой группы — производные тестостерона андростенон и андростадиенон — в обилии содержатся в мужских поте и моче. Целью исследования являлось выявление зависимости между восприятием запахов (а именно — запаха андростенона) и генетическим полиморфизмом обонятельных рецепторов.

В результате было показано, что обонятельный рецептор OR7D4 селективно активируется обоими упомянутыми стероидами (но не остальными 64 веществами), и наоборот: андростенон активирует только этот рецептор. Секвенирование соответствующего OR7D4 рецептору локуса ДНК всех участвовавших в исследовании добровольцев позволило выявить полиморфизм этого гена и охарактеризовать два наиболее часто встречающихся аллельных варианта. «Основной» вариант (OR7D4 «RT») встречается в 79% случаев, а «мутантный» (OR7D4 «WM»), с нарушенной функцией из-за присутствия двух точечных аминокислотных замен (R88W и T113M — отсюда обозначения «RT» и «WM»), — в 16% случаев.

Как в экспериментах in vitro, так и на психофизиологическом тесте с участием добровольцев показано отличие в работе этих форм рецептора: люди с генотипами RT/WM или WM/WM намного менее чувствительны к андростенону и андростадиенону и не находят их запах таким неприятным, как группа с RT/RT генотипом. Последние (а их в группе добровольцев оказалось 62%) описывают запах андростенона как «неприятный, интенсивный, похожий на запах мочи». Группа с двумя «мутантными» аллелями (WM/WM, 3% от общего числа) описывает этот запах как «сладкий, ванильный», что является следствием полного нарушения работы OR7D4 рецептора у людей с таким генотипом. Однако тот факт, что эти люди всё же ощущали запах андростерона, говорит о том, что есть какие-то другие рецепторы, активируемые этими стероидами.

«Насколько я могу вспомнить, это первый пример, иллюстрирующий связь генетического разнообразия обонятельных рецепторов и различия в восприятии запахов», — говорит Яв Гилад (Yoav Gilad), заведующий кафедрой генетики человека в Чикагском университете [3].

Литература

1. The Nobel prize in physiology or medicine 2004. (2004). The Nobel Prize;
2. Andreas Keller, Hanyi Zhuang, Qiuyi Chi, Leslie B. Vosshall, Hiroaki Matsunami. (2007). Genetic variation in a human odorant receptor alters odour perception. Nature. 449, 468-472;
3. Swaminathan N. (2007). The scent of a man. Scientific American.