Wie jeder weiß, der eine minderwertige Wohnung gemietet hat, können Mäuse die kleinsten Krümel erschnüffeln. Aber jetzt haben Forscher den Geruchssinn der Nagetiere verfeinert, sodass er so eingestellt werden kann, dass er ausgewählte Gerüche erkennt. Die Entdeckung könnte bedeuten, dass Superschnüffelmäuse zum Aufspüren von Landminen sowie potenziell lebensbedrohlichen Krankheiten eingesetzt werden.

Maus. Quelle: dailymail.co.uk

Die Forscher schufen die Mäuse, die so eingestellt werden können, dass sie unterschiedlich empfindlich auf jeden Geruch reagieren, indem sie Geruchsrezeptoren von Mäusen oder Menschen verwenden, die auf Chemikalien in der Luft reagieren. Die Natur der Geruchsrezeptoren wurde 1991 entdeckt, aber wie genau das olfaktorische System – das es Lebewesen ermöglicht zu riechen – funktioniert, ist immer noch nicht gut verstanden.

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Die Nase von Säugetieren enthält eine Ansammlung sensorischer Neuronen, die jeweils mit einem einzigen chemischen Sensor ausgestattet sind, der als Rezeptor bezeichnet wird und einen bestimmten Geruch wahrnimmt. Bei Mäusen wie beim Menschen wählt jedes Neuron nur einen Rezeptor aus.

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Insgesamt wählen Neuronen eine gleichmäßige Verteilung von Rezeptoren, sodass jeder der tausend unterschiedlichen Rezeptoren in etwa 0,1 Prozent der Neuronen vertreten ist. Um den Mechanismus zu verstehen, den diese Neuronen verwenden, um einen bestimmten Rezeptor auszuwählen, bastelte Paul Feinstein am Mausgenom herum.

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Die DNA für ein Geruchsrezeptor-Gen schleuste er durch Injektion in den Zellkern einer befruchteten Eizelle ein. Er fügte der Gensequenz auch einen zusätzlichen DNA-Strang hinzu, um zu sehen, ob dies die Wahrscheinlichkeit ändern würde, dass das Gen ausgewählt wird. Nach einigen Versuchen fand er eine Saite, die nach vier- oder mehrmaligem Kopieren funktionierte.

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Es waren zusätzliche Kopien dieses zusätzlichen DNA-Strangs, die zu einer Reihe von Superschnüfflermäusen führten. Sie hatten eine zunehmende Anzahl von Neuronen, die den ausgewählten Rezeptor exprimierten – einen gut charakterisierten, der Acetophenon erkennt, das einen süßen Geruch hat, der Jasmin ähnelt.

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Die Forscher testeten den verstärkten Geruchssinn der Nagetiere, indem sie mithilfe von Fluoreszenzbildgebung die Aktivierung des verstärkten Geruchsrezeptors als Reaktion auf den entsprechenden Geruch des Rezeptors verfolgten. Diese Tests ergaben eine visuelle Bestätigung, dass die Rezeptoren funktionsfähig und in größerer Zahl als andere vorhanden waren.

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In einem zweiten Verhaltenstest wurden die Tiere darauf trainiert, einen unangenehmen Geruch zu vermeiden, von dem bekannt ist, dass er an den transgenen Rezeptor bindet. Erstaunlicherweise waren die Superschnüfflermäuse in der Lage, das Vorhandensein dieses unangenehmen Geruchs im Wasser in viel geringeren Mengen wahrzunehmen als Mäuse mit einem normalen Geruchssinn. "Die Tiere konnten den Geruch aufgrund der erhöhten Präsenz des Rezeptors besser riechen", sagte Dr. D'Hulst.

 

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