Je leest:

De genetica van de geur ontrafeld

De genetica van de geur ontrafeld

Auteur: | 15 oktober 2004

Linda Buck en Richard Axel worden beloond voor hun baanbrekende onderzoek naar receptorgenen in de neusholte.

Ruiken doe je niet met je neus, maar met een onooglijk postzegeltje slijmvlies bovenin de neusholte. Daar steken duizenden geurzenuwcellen hun uitlopers in de lucht en geven, als ze geurmoleculen opvangen signalen door aan de hersenen (zie Bionieuws 12).

Dit oude anatomische inzicht is evenwel geen Nobelprijs waard; Richard Axel en Linda Buck krijgen erkenning voor het openbreken van het onderzoek naar de genetische grondslagen van geurdetectie. Hun baanbrekende publicatie in 1991 in Cell (65(1):175-87) toonde aan dat in het genoom van de rat ruim duizend geurreceptorgenen voorkomen.

Drie jaar eerder was Buck begonnen aan die zoektocht, als postdoc in het laboratorium van Axel. Het was op dat moment alleen duidelijk dat zogenaamde G-eiwitten mogelijk een rol speelden in geurzenuwcellen, verder was er niets bekend.

De eerste onderzoeken van Buck leverden wel een paar genen op, maar niets dat leek op een familie van receptoren. Ze legde deze resultaten terzijde. Buck kon evenwel aanhaken bij nieuwe technologische ontwikkelingen en resultaten van andere onderzoekers, zo beschrijft ze dit jaar in een terugblik in Cell (116(Suppl):S117-9).

De ontwikkeling van PCR in 1988 en de identificatie van twintig verschillende G-eiwit gekoppelde receptoren in de loop van 1989 gaven Buck de sleutel voor succes. Ze kon nu, op basis van bekende gensequenties, tientallen PCR-primers ontwikkelen om zo te gaan vissen in het rattengenoom. De eerste PCR-reacties leverden succes in de vorm van honderd receptorgenen. Deze genen bleken voor verschillende, maar toch verwante eiwitten te coderen, zogenaamde G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR).

Zodra een GPCR een geurmolecuul bindt, activeert het een G-eiwit dat de vorming van cyclisch AMP stimuleert. Die signaalstof activeert ionkanalen en zorgt zo voor depolarisatie van de geurzenuwcel. Het elektrische signaal dat ontstaat vormt het begin van de signaaloverdracht en informatieverwerking in de hersenen.

Buck vertrok na dit succes naar Harvard Medical School om haar eigen onderzoeksgroep te beginnen. Ze bleef, net als Axel, onderzoek naar geurreceptoren doen en beide onderzoeksgroepen hebben daarna nog meer opgehelderd. Zo toonden ze onafhankelijk van elkaar dat iedere geurreceptorcel slechts een van de duizend geurreceptoren tot expressie brengt.

Beide onderzoekers hebben vervolgens tegelijkertijd de eerste stap in de informatieverwerking in kaart gebracht. Ze toonden aan dat de uitlopers van geurcellen die dezelfde geurreceptor tot expressie brengen allemaal samenkomen in dezelfde zenuwknoop – glomerulus – in de bulbus olifactorius, die precies boven het geurepitheel ligt (zie illustratie). Buck toonde ook aan dat van daaruit mitraalcellen via lange uitlopers de informatie naar de hersenschors transporteren.

Buck en Axel hebben zo veel bijgedragen aan de genetische, biochemische en neuro-anatomische opheldering van geurdetectie. Hoe een mens echter uit een mengsels van honderdduizenden stoffen ongeveer tienduizend geuren kan onderscheiden is nog grotendeels een raadsel.

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 oktober 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.