Фигури на генетиката: обонянието

В един ден като днешния, само че през 1947 г. се ражда неповторим учен. Известна с интересните си изследвания във връзка с обонятелната система, нашата фигура в генетиката спечели Нобелова награда за физиология или медицина през 2004 година. Досещате ли се кой би могъл да бъде? Ами разбира се! Говоря за Линда Даян Браун Бък, биоложка, известна в цял свят, с описанието си как стотици гени в нашия геном обуславят нашето обоняние. Искате ли да знаете повече? Продължавайте да четете!

Една млада и любопитна Линда Даян Браун Бък

Линда Даян Браун Бъка се ражда на 29 януари 1947 година в Сиатъл, САЩ. С ирландски произход от страна на баща си и шведски от страна на майка си, Линда израства сред „изобретенията“ на баща си, който е работил като електроинженер. Както самата изследователка обяснява, интересът на майка й към пъзелите и изобретенията на баща й са семената на бъдещия й афинитет към науката.

Години по-късно и с подкрепата на семейството си, през 1975 г. младата Бък завършва психология и микробиология във Вашингтонския университет в Сиатъл. След това започва докторска степен по имунология под ръководството на д-р Елън Витета от Югозападния медицински център на Университета на Тексас в Далас. През 1980 г. Линда Б. Бък най-накрая получава докторската си степен.

Постдокторски изследвания и Нобел

След докторантурата си Бък започва постдокторската си работа в лабораторията на Бенвенуто Пернис, изследовател в Колумбийския университет в Ню Йорк. Тогава младата Линда решава да се съсредоточи върху изучаването на молекулярните механизми, които контролират различни биологични системи.

През 1988 г. Линда Б. Бък започва работата си с американския лекар Ричард Аксел. Заедно те изучават обонятелните рецептори и по какъв начин те разпознават миризмите, както и как те се „съхраняват“ в мозъка ни. След три години изследвания, Axel и Buck публикуват своите резултати през 1991 г. В тях двамата изследователи са описали общо почти 1000 гена, кодиращи обонятелни рецептори при мишки. Това е първата генетична карта на обонятелната система!

След нейното публикуване през 1991 година Бък продължава самостоятелно техните изследвания в Харвардското медицинско училище в Бостън. Тяхната работа води до две нови публикации през 1993 и 1994, където Бък описва как работят нервните клетки на обонятелната система, клетки свързващи директно олфативния епител с мозъка.

На 4 октомври 2004 година Ричард Аксел и Линда Даян Браун Бък са удостоени с Нобелова награда за физиология или медицина за своите открития върху обонятелната система.

Обонятелна система

Обонянието е химично сетиво, което за разлика от физическите сетива открива вещества, суспендирани във въздуха. Неговият рецепторен „орган“ е обонятелният епител, който се намира във вътрешността на носната ни кухина.

Както е видно от схемата, обонярелният епител се състои основно от четири типа клетки:

Опорни клетки: това са клетки със структурна функция
Базални клетки: те са стволовите клетки на обонятелния епител. Отговорни са за генерирането на нови дъщерни клетки, които да заменят старите клетки на този епител
Клетки на жлезата на Бауман: клетки, които са част от жлезата на Бауман, които отделят вещества, които „улавят“ миризливите вещества, за да улеснят функцията на обонятелните неврони.
Сензорни клетки/обонятелни неврони: Те са неврони, които свързват bulbo olfativo с вътрешността на носната кухина.

Обонятелните неврони са биполярни неврони, тоест те имат разклонения от двете страни на ядрото си. От една страна, чрез своя дендрит тези неврони се свързват с обонятелния епител, където директно откриват миризливи вещества посредством специфични рецептори. В края на своите дендрити обонятелните неврони могат да представят до 400 различни химични рецептори, с които откриват миризливи вещества. Другият край на тези неврони, аксонът, се свързва с олфативните булбуси, които от своя страна се свързват с други мозъчни структури, отговорни за разпознаването на миризми.

Накратко, когато миризливо вещество навлезе в носната ни кухина и се свърже с обонятелния ни епител, то ще бъде открито от нервните клетки, които имат специфични рецептори за това вещество. Контактът с рецепторите в крайна сметка ще предизвика възбуждане на тези сензорни неврони, които ще бъдат предадени на bulbo olfativo чрез техните екзони. И накрая, невроните на bulbo olfativo ще изпратят тази „информация“ под формата на електрически импулси до други области на мозъка, които освен всичко друго ще разпознаят миризмата или ще я свържат с определени спомени.

До работата на Бък и Аксел през 1991 година обонятелната система не е била изследвана молекулярно. По това време проучванията са били фокусирани повече върху други сетива като зрение или слух, принципно считани за по-важни и свързани с различни заболявания. Бък и Аксел са пионерите, които поставят генетична основа за обонятелната система. Ама че пропуск!

Животът след Нобеловата награда

След Нобеловата награда за физиология или медицина Линда Даян Браун Бък продължава да изследва обонянието в Катедрата по физиология и биофизика във Вашингтонския университет и в Центъра за изследване на рака на Фред Хътчинсън в Бостън. Освен това тя работи като професор във Вашингтонския университет.