Страница 6 из 17
Однако из этой затеи тоже ничего не вышло. Почему?
Причина стала понятна лишь после того, как исследователи выяснили: рецепторов этих огромное множество и все они разные. А главное, они синтезируются в организме в ничтожных количествах. Так что выловить их — весьма сложная задача.
Впрочем, поиск генов, кодирующих обонятельные рецепторы, значительно упростился после того, как Бак сформулировала основные критерии, которым они должны были удовлетворять. В частности, выяснилось, что эти рецепторные протеины имеют определенную структуру.
Круг поиска сузился, и в итоге удалось обнаружить целые семейства подобных генов. Причем оказалось, что их свыше 1000! Тем не менее, теперь стало понятно, какие именно гены и как отвечают за обоняние. Больше всего научный мир поразило, что их столь много — три процента всего генома. И это у человека. А ведь у животных нюх куда острее. А стало быть, и генов обоняния должно быть куда больше.
В носовой полости на площади всего нескольких квадратных сантиметров (у человека, например, около 6 кв. см) расположено около 30 млн. клеток обонятельного эпителия. Причем каждая из них имеет на поверхности мембраны лишь один какой-то вид рецепторного белка.
И, стало быть, способна воспринимать ограниченное количество родственных запахов.
Упрощенная схема, покалывающая различие между теорией «замка и ключа» (слева) и теорией вибраций (справа).
Таким образом, теория «ключа и замка», о которой некогда писал Лукреций Кар, все-таки отчасти верна.
Данный рецептор-«замок» срабатывает лишь в том случае, если ощущает определенный запах-«ключ». Лишь в этом случае от данного рецептора поступает соответствующий сигнал в обонятельную луковицу головного мозга. Здесь расположено около 2000 узкоспециализированных образований — так называемых клубочков; они осуществляют прием сигналов от соответствующих рецепторов, их обработку и передачу информации в другие отделы мозга.
На том вроде бы можно было и успокоиться. Да не тут-то было! Похоже, кое-кто вовсе не прочь получить еще одну Нобелевскую премию за расшифровку секретов запаха. Во всяком случае, биофизик итальянского происхождения Лука Турин, живущий ныне в США, недавно обнародовал еще одну, так называемую «вибрационную», теорию распознавания запахов. Научный сотрудник Массачусетского технологического института еще в 1996 году предположил, что запах разных веществ определяется не формами молекул, а частотой колебаний атомов в них.
Видимо, электроны молекулы пахучего вещества способны перейти к рецептору только при определенной частоте, полагает Турим. Иначе на пути частиц вырастает энергетический барьер. В случае, когда «аромат» подходит рецептору, возникают квантовые эффекты, происходит туннелирование частицы.
Для проверки своей теории ученый решил научить дрозофил различать «ароматы» одинаковых по форме молекул. Для этого он и его коллеги соорудили Т-образный лабиринт, в котором мушка могла выбрать одно из направлений. Первый коридор пах ацетофеноном (одним из распространенных в парфюмерии душистых веществ). Второй исследователи «надушили» тем же веществом, но в нем атомы водорода были заменены на дейтерий.
Если бы дрозофилы ориентировались только по форме молекул, то они не смогли бы различить запахи, уверяет Турин. Однако эксперимент показал, что ацетофенон без дейтерия был мушкам больше по душе. Как они его выявили?
Лука Турин полагает, что все дело в частоте колебаний молекул. Когда атом водорода заменяется атомом дейтерия, общая форма молекулы вещества остается той же. Но лишний нейтрон дейтерия увеличивает массу атома, как следствие изменяется частота колебаний молекулы.
Однако дрозофилы в роли экспертов убедили далеко не всех ученых. Даже если мушки и в самом деле различают изотопы одного и того же элемента, это отнюдь не означает, что дело в вибрациях. Вполне возможно, что различия в неких иных свойствах веществ, полагают скептики.
Биохимик Лука Турин.
Впрочем, Турин с коллегами намерены доказать свою правоту. Сейчас они проводят генетические исследования дрозофил, чтобы определить, какие аминокислоты в рецепторах помогают им различать изотопы. Их поддерживают и ученые из Лондонского университетского колледжа, которые оценили вероятность туннелирования электронов и пришли к выводу, что этот процесс теоретически возможен. Однако и они считают, что теорию неплохо бы подкрепить еще и экспериментами.
Таким образом, ставить окончательную точку в исследованиях запахов еще рано. Продолжение следует…
А. ПЕТРОВ
ЧЕМ ПАХНЕТ КОСМОС?
Американские ученые, опросив астронавтов, похоже, выяснили, какой запах у космическопространства, пишет газета Daili Mail.
«Когда я был на МКС, я чувствовал аромат прожаренного мяса, запах горячего металла и сварки», — описал свои ощущения один из членов экспедиции на Международную космическую станцию Тони Антонелли.
Его коллега Томас Джонс, вернувшись с орбиты, помимо перечисленных Антонелли запахов, прибавил, что он на борту станции чувствовал привкусы «слабого едкого запаха», напоминающего серу.
Еще один астронавт — Дон Петтит — отметил, что почувствовать запах непосредственно в космосе, конечно, невозможно, но по возвращении внутрь корабля многие явственно ощущают необычные запахи, исходящие от поверхности скафандра, шлема, рукавиц и приборов, которые побывали за пределами станции.
Химики NASA предполагают, что металлический «привкус» запаха может исходить при высокоэнергетических колебаниях ионов. Другое объяснение — запах создают полициклические ароматические углеводороды; эти органические соединения образуются при горении, которое происходит во время гибели звезд. На Земле этот запах сопровождает любой термический процесс, связанный со сжиганием органического сырья — например, при жарке мяса.
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ЛАЗЕРЫ ПРОТИВ АСТЕРОИДОВ. Метеориты продолжают падать на нашу планету и по сей день. Большинство из них достаточно мелкие, чтобы не нанести вреда ни самой планете, ни ее обитателям. Иное дело, если на Землю вдруг упадет астероид диаметром в несколько километров. А такая вероятность есть…
Для защиты Земли от астероидов ученые предложили организовать астероидный патруль. Он будет состоять из множества спутников с телескопами, радарами и лазерами на борту. Как только приборы наблюдения засекут астероид, который нацелится на нашу планету, в дело вступят мощные лазеры. Их излучение испарит часть вещества на поверхности астероида. При этом возникнет реактивная сила, которая заставит небесное тело изменить траекторию своего движения.
И астероид благополучно пролетит мимо нашей планеты.
ЛЮБИТЕЛЬ COCA-COLA. Как ни странно, это вовсе не человек или животное, а… мобильник. Фирма Daizi Zheng продемонстрировала недавно концепт сотового телефона, работающего на Coca-Cola. И телефон функционирует! А дело в том, что элементы питания мобильника генерируют электрическую энергию из углеводов (в конкретном случае — из сахара), которые содержатся в напитке. Впрочем, как утверждают разработчики, телефон будет успешно работать и на любой другой жидкости, содержащей сахар.