A 2004-es év élettani-orvosi Nobel-díját megosztva az amerikai Richard Axel és Linda B. Buck kapták, a szaglórendszer felépítésének és működésének feltárásában elért úttörő eredményeikért. A szaglás az egyik alapvető érzékszerv, amely számos veszélyre felhívja a figyelmünket (például tűz esetén először a füst szagát érezzük meg), mégis kutatása háttérbe szorult a látással, vagy épp a hallással szemben.
Két amerikai kutató
A két amerikai kutató eredményei világítottak csak rá arra, hogy miként képes az ember tízezer illatot megkülönböztetni, illetve hogyan tudunk évek múltán is felidézni egy-egy illatot, emlékeket előhívva ezzel. Richard Axel New Yorkban kutat a Columbia Egyetemen (Howard Hughes Medical Institute, Hammer Health Sciences Center), míg társa, Linda Buck Seattle-ben (Fred Hutchinson Cancer Research Center). A két tudós már 1991-ben közösen tett közzé egy tanulmányt, amelyben a szaglásban szerepet játszó receptorokhoz (érzékelő molekulákhoz) kapcsolódó mintegy ezer gént írtak le.
Hatalmas géncsalád
A kutatási eredmény azért volt szenzációs, mert egy meglepően nagy géncsaládot tárt fel, amely összes génünknek körülbelül 3 százalékát teszi ki. Kutatásaik során kiderült, hogy ugyanennyi típusú szaglóreceptor létezik, amelyek a szaglásban szerepet játszó sejteken (receptorsejteken) foglalnak helyet. Minden sejt csak egyféle receptort hordoz, és mindegyik receptortípus csak kevés különböző (szerkezetileg hasonló) illatanyag érzékelésére képes. A szaglást biztosító sejtek éppen ezért erősen specializálódtak néhány illatanyagra.
A kutatópáros munkája volt az első olyan eset, hogy egy fő érzőműködést főképp molekuláris technológiával derítették fel. Axel és Buck kimutatta, hogy a szaglásban szereplő receptorok olyan molekulák, amelyek az ingert jelentő illatanyag megkötődése után alakot változtatnak, és egy ún. G-fehérjéhez kötődnek a sejtek membránjában. Ennek hatására sejten belüli hírvivő molekulák szaporodnak fel, amelyek aktiválják a receptorsejtek ioncsatornáit. Az alaphelyzettől eltérő iontranszport miatt alakul ki az ingerület. Az elmúlt évek kutatásai során kiderült, hogy a kémiai anyagok érzékelésének más rendszerei is az Axel és Buck által felfedezett módon működhetnek: az ízérzékelés és az ún. illatmirigy-rendszer esetében is megtalálták a G-fehérjékhez kapcsolódó receptorcsaládokat.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Nobel-díjas felfedezés
Axel és Buck mutatta ki, hogy minden egyes receptorsejtben csak egyetlen receptormolekula génje aktív, tehát egy-egy receptorsejten csak egyféle receptortípus van jelen a körülbelül ezer típusból. A felfedezés teljesen váratlanul érte a kutatókat, akárcsak az, amikor kiderült: az ugyanolyan receptort hordozó sejtek ugyanoda küldik az információkat, majd az ingerületeket csak egyetlen sejt szállítja tovább az agy különböző részei felé.
A Dr. Koppány Judit fül-orr-gégész segítségét a cikk elkészítésében!
