科学者たちは、マウスの何百万もの匂いを感じるニューロンをマッピングすることによって、鼻の内部の正確な縞模様を発見し、匂いがどのように配線されているかについての数十年来の仮定を覆しました。
ネズミの鼻の断面図。画像クレジット: ハーバード大学医学部の Datta Lab。
「私たちのほとんどにとって、嗅覚は日常生活の不可欠な部分です」とハーバード大学医学部のサンディープ（ロバート）・ダッタ教授は言う。
「それは私たちの周囲に関する情報を提供し、潜在的な危険を警告し、味覚を高め、感情や記憶を呼び起こす上で重要な役割を果たしています。」
でも、科学的に見ると匂いってすごく不思議なんです。
ダッタ教授と彼の同僚は、マウスを使った研究で、科学者たちが長い間信じていたことに反して、これらの受容体を発現するニューロンが高度な空間的組織化を持っていることを発見しました。つまり、ニューロンは受容体の種類に応じて鼻の上部から下部まで水平の縞模様を形成しているのです。
彼らはまた、鼻の受容体のマップが脳の嗅球の匂いマップと一致し、情報がどのように鼻から脳に伝わるのかについての手がかりとなることを証明した。
「嗅覚マップはそれ自体刺激的な発見ですが、科学者が現在不足している嗅覚喪失の治療法を開発するのに役立つ重要な情報も提供します」とダッタ教授は言う。
「匂いがどのように基本的なレベルで機能するかを理解しなければ、匂いを修正することはできません。」
「聴覚、視覚、触覚の情報を捕捉し解釈するために、目、耳、皮膚の受容体がどのように組織化されているかを説明する地図は長い間存在していました。そして科学者たちは、これらの地図が脳内の地図とどのように対応しているかを発見しました。」
「しかし、唯一の例外は嗅覚でした。最も長い間地図を忘れていたのは感覚です。」
新しい研究では、研究者らは単一細胞配列決定と空間トランスクリプトミクス技術を組み合わせて、300匹以上の個々のマウスの約550万個のニューロンを調べた。
最初の技術により、鼻のニューロンによって発現される嗅覚受容体がどれであるかを特定することができ、2 番目の技術により、それらの受容体の位置を決定することができました。
「これはおそらく、これまでで最も配列決定された神経組織ですが、システムを理解するにはその規模のデータが必要でした」とダッタ教授は述べた。
科学者らは、ニューロンが、発現する嗅覚受容体の種類に基づいて、鼻の上部から底部までしっかりと重なり合う水平の細片に組織化されていることを発見した。
この高度に組織化された受容体マップはマウス全体で一貫しており、研究者らが視覚、聴覚、触覚で観察したのと同じように、脳内の匂いマップの組織化を反映していた。
次に著者らは、鼻の中で匂いマップがどのように形成されるかを調査し、遺伝子活性の制御を助ける分子であるレチノイン酸が主要な要因であることを特定した。
彼らは、鼻内のレチノイン酸の勾配が各ニューロンを誘導し、その空間的位置に基づいて正しい種類の臭気物質受容体を発現させることを発見した。
レチノイン酸を追加または削除すると、受容体マップが上下にシフトします。
「私たちは、開発によって、千の異なる匂い受容体を、動物間で一貫性のある信じられないほど正確なマップに組織化するというこの偉業を達成できることを示しました」とダッタ教授は述べた。
結果を説明する記事が雑誌に掲載されました 細胞。
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デビッド・H・ブラン 他。空間コードは嗅覚受容体の選択を制御し、鼻と脳の感覚マップを調整します。 細胞2026 年 4 月 28 日にオンラインで公開。土井: 10.1016/j.cell.2026.03.051
