Исследователи из Университета Цукуба и их коллеги провели всесторонний анализ репертуара обонятельных рецепторов миксины (Eptatretus burgeri), бесчелюстного позвоночного животного. Этот организм сохраняет многие примитивные черты, но при этом обладает высокоразвитой обонятельной системой.

Результаты исследований, опубликованные в журнале iScience, показывают, что некоторые семейства генов обонятельных рецепторов претерпели существенную диверсификацию в зависимости от линии развития, что позволяет предположить, что общий предок позвоночных, вероятно, обладал более широким и сложным обонятельным репертуаром, чем считалось ранее.

Животные, включая человека, полагаются на свое обоняние, чтобы находить пищу, избегать хищников и общаться. Эта сенсорная способность зависит от специализированных рецепторных белков.

У позвоночных животных обоняние опосредуется четырьмя основными семействами рецепторов: обонятельными рецепторами (ОР), вомероназальными рецепторами 1-го типа (V1R), вомероназальными рецепторами 2-го типа (V2R) и рецепторами, связанными со следовыми аминами (TAAR). Однако эволюционное происхождение и ранние закономерности диверсификации этих классов рецепторов остаются малоизученными.

В этом исследовании ученые изучили геном миксины на предмет наличия генов, связанных с обонятельными рецепторами (OR). В общей сложности они идентифицировали 48 генов OR, два гена V1R, удивительно большой набор из 135 генов V2R и ни одного гена TAAR.

Последующий анализ экспрессии подтвердил, что большинство этих генов активно экспрессировались в обонятельном органе, что указывает на их возможную функциональную роль в восприятии запахов. Примечательно, что наличие истинных V2R у миксин опровергает давнее предположение о том, что эти рецепторы эволюционировали только у челюстных позвоночных.

Напротив, результаты этого исследования предполагают, что функциональные V2R уже присутствовали у общего предка всех позвоночных и что впоследствии они диверсифицировались специфическим для каждой линии образом.

В целом, это открытие дает критически важное представление об эволюции обоняния позвоночных и подчеркивает важность миксин как модели для реконструкции сенсорной биологии ранних позвоночных.