人類有三種色覺受體,，而嗅覺受體相關基因則有380個,，老鼠甚至有1000多個嗅覺受體基因,。而且,，咖啡香味和香水這些普通的氣味往往就能激活很多嗅覺受體,。波扎說：“在嗅覺研究領域,，人們有一個普遍共識，缺少一個嗅覺受體基因是不會對嗅覺造成嚴重影響的,。” 波扎和他的同事希望驗證這一假設,，他們通過基因手段去除一類特定的受體基因，這類受體是“追蹤胺類物質”的受體,。
波扎的團隊發(fā)現(xiàn),，TAAR基因對胺類物質極為敏感，這類胺類物質在生物體內廣泛存在,，并且主要存在于腐爛物質和代謝物中,。老鼠和人一樣，都會本能地避開這些難聞腥臭的胺類物質,。
波扎團隊的博士后亞當-德文（本研究的第一作者）以及碩士羅德里格,？帕西菲科，他們培育出了缺少所有14個TAAR基因的老鼠,。發(fā)現(xiàn),，這些老鼠不再反感胺類物質。隨后,，研究者僅僅只敲除TAAR4基因,，TAAR4基因編碼的受體僅對苯乙胺做出應答，苯乙胺是一種在食肉動物尿液中含量很高的物質,。有趣的是,，缺少TAAR4的老鼠不會對苯乙胺做出應答，換句話說,，它們不再害怕嗅到貓的尿液,，但對其他胺類物質卻沒有此反應。“看到這樣的選擇應答真是太激動人心了,，只要敲除老鼠的一個嗅覺受體基因,，就能改變它們的行為。”德文說,。
到目前為止,，研究人員發(fā)現(xiàn)的所有的哺乳動物中都存在TAAR基因，人類也一樣,。“事實上,，這么多動物保留有TAAR基因，這就意味著這類基因對于我們的生存十分重要。” 波扎說,。
我們認為TARR基因能使動物對胺類物質十分敏感,。另外，TAAR基因對人類的作用也許是讓我們避開富含胺類的腐爛物質,。確切地說,，TAAR基因的作用機理或許是向大腦的特定區(qū)域傳遞信號，這些區(qū)域與動物的反感逃避行為有關,。
波扎團隊近期發(fā)現(xiàn),，人類鼻子中表達TAAR基因的神經(jīng)元與嗅球的特定區(qū)域連接，嗅球是腦中接收嗅覺信號的第一站,。這項研究表明,，TAAR基因在老鼠中導致對胺類物質的特定應答，人類也不例外,。“我們希望通過這項研究揭示特定的大腦回路,，這將為我們研究哺乳動物的本能行為奠定基礎，這也有助于我們研究神經(jīng)回路是如何影響行為的,。” 波扎稱,。
這項研究由以下單位提供經(jīng)費資助：美國國立衛(wèi)生院耳聾與其他交流障礙性疾病研究所 (National Institute on Deafness and Other Communication Disorders ， NIDCD）,，美國白宮基金會 (The Whitehall Foundation),，以及美國腦研究基金會（Brain Research Foundation，BRF）,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nature12114
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Non-redundant coding of aversive odours in the main olfactory pathway
Adam Dewan, Rodrigo Pacifico, Ross Zhan, Dmitry Rinberg & Thomas Bozza
Many species are critically dependent on olfaction for survival. In the main olfactory system of mammals, odours are detected by sensory neurons that express a large repertoire of canonical odorant receptors and a much smaller repertoire of trace amine-associated receptors (TAARs)1, 2, 3, 4. Odours are encoded in a combinatorial fashion across glomeruli in the main olfactory bulb, with each glomerulus corresponding to a specific receptor5, 6, 7. The degree to which individual receptor genes contribute to odour perception is unclear. Here we show that genetic deletion of the olfactory Taar gene family, or even a single Taar gene (Taar4), eliminates the aversion that mice display to low concentrations of volatile amines and to the odour of predator urine. Our findings identify a role for the TAARs in olfaction, namely, in the high-sensitivity detection of innately aversive odours. In addition, our data reveal that aversive amines are represented in a non-redundant fashion, and that individual main olfactory receptor genes can contribute substantially to odour perception.
