Pētniecības revolūcija: Rēgensburgas zinātnieks atklāj smaržas noslēpumus!

Pētniecības revolūcija: Rēgensburgas zinātnieks atklāj smaržas noslēpumus!

2025. gada 17. jūnijā profesore Dr. Veronika Egere, Rēgensburgas Universitātes neirofizioloģijas darba grupas vadītāja, saņēma prestižo ERC Advanced Grant par savu COLUMNET projektu. Šis projekts piecu gadu laikā tiks finansēts ar 3,5 miljoniem eiro. Universitātes prezidents prof. Dr. Udo Hebels atzinīgi novērtēja Eiropas Pētniecības padomes (ERC) lēmumu un uzteica Egera pētniecisko darbu, kas koncentrējas uz smaku apstrādi smadzenēs.

Cilvēka oža tiek uzskatīta par evolucionāri senu, taču daudzējādā ziņā tā joprojām ir mazāk saprotama nekā redze un dzirde. Deviņdesmitajos gados tika atklāti pirmie ožas receptoru proteīni, kas ļāva katram odorantam aktivizēt vairāku veidu ožas receptorus, savukārt ožas maņu šūnām ir tikai viena veida receptori. Šīs šūnas pārraida savu informāciju uz ožas spuldzi, kur tās ir savienotas ar mitrālām šūnām. Visas ožas sensorās šūnas, kurām ir viens un tas pats receptors, ir arī saistītas ar mitrālām šūnām, izmantojot īpašus savienojumus.

Izpēti detalizēti

Projekta COLUMNET ietvaros Egger pēta neironu tīklu mehānismus ožas objektu attēlošanai. Smaržas objekti būtiski atšķiras no tiem, ko mēs uztveram vizuāli. Pētījuma galvenā uzmanība tiek pievērsta abpusējām mikroshēmām starp mitrālām šūnām un granulu šūnām, kuru vienlaicīga aktivizēšana ir izšķiroša signālu apstrādei. Tiek pētīti arī jauni vietējās sinaptiskās apstrādes mehānismi.

Kā ice.mpg.de ziņojumos pētnieku grupa kā paraugorganismu izmanto arī tādus kukaiņus kā etiķa muša (Drosophila melanogaster). Šiem kukaiņiem ir mazāk sarežģīts neironu tīkls, kas atvieglo to izpēti. Apstrādājot smakas, izrādās, ka nepatīkamas smakas var mazināt patīkamo smaku uztveri. Tāpēc ožas sistēmai ir izšķiroša nozīme ķīmiskās informācijas kodēšanā un vides neironu attēlojumā.

Pētnieku mērķis ir izprast neironu ķēdes, lai viņi varētu kontrolēt kukaiņu uzvedību. Šajos pētījumos viņi izmanto neiroģenētisko rīku un dažādu attēlveidošanas un anatomisko metožu kombināciju. Cita starpā tiks izveidots mušu antenas daivas 3D atlants in vivo, lai labāk analizētu funkcionālās attēlveidošanas datus.

Tehnoloģiskās pieejas un turpmākā attīstība

Vēl viens svarīgs pētījuma aspekts ir ožas ķēžu plastiskums, tostarp modulācija pēc dzīvnieka iekšējā stāvokļa un iepriekšējās pieredzes. Turklāt tiek pētītas arī radniecīgās sugas, piemēram, D. melanogaster māsas sugas un organismi, kas nav paraugorganismi, lai iegūtu visaptverošāku izpratni par ožas mehānismiem.

Tāpat kā ice.mpg.de minēts, ožas neirālais pamats tiek analizēts arī no morfoloģiskā un evolūcijas viedokļa. Pētījumā galvenā uzmanība pievērsta drosfilīdu un mazo koeleopteru ožas sistēmām. Lai pētītu neironu ķēdes posmkāju smadzenēs, tiek izmantotas vairākas galvenās metodes, piemēram, konfokālā mikroskopija, neironu marķieri un elektronu mikroskopija.

Izmantojot ģenētiskos rīkus, lai identificētu šūnas, un pielietojot vismodernākās metodes sinaptisko mikroshēmu atšifrēšanai, zinātnieki var izveidot reālistiskus nervu sistēmas modeļus. Tas ļauj izpētīt smadzeņu miniaturizācijas ietekmi uz neironu arhitektūru, īpaši noteiktām vaboļu sugām.

ERC Advanced Grant ir daļa no ES programmas “Apvārsnis Eiropa” un ir viena no prestižākajām Eiropas pētniecības finansējuma balvām. Tas ir paredzēts izciliem pētniekiem un liecina par Rēgensburgas Universitātē veiktā zinātniskā darba augsto kvalitāti.