Tömegméretben előállítható lesz laboratóriumi körülmények között a szaglóreceptorok, mely kikövezi a többféleképpen felhasználható "mesterséges orr" útját.
A folyamat segíthet a tudósoknak megfejteni a titkot, hogy miként ismeri fel a szaglóérzék az illatok látszólag végtelen sorát. "A szaglás talán az egyik legősibb és legprimitívebb érzék, de senki sem érti igazán, hogyan működik. Továbbra is csábító rejtély" - mondta Shuguang Zhang, a MIT Bioorvos-mérnök Központjának igazgatóhelyettese, a munkával kapcsolatos dokumentáció fő szerzője, mely nemrég jelent meg a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Internetes változatában.
A műorrok egy nap felválthatják a kábítószer és robbanóanyag-kereső kutyákat, számos gyógyászati célra is felhasználható lehet Zhang és munkatársainak véleménye szerint.
Egész mostanáig kudarcba fulladtak a szaglás molekuláris alapjának megértésére tett kísérletek. Nehéz ugyanis a szagokat felismerő fehérjékkel dolgozni. "A szaglás tanulmányozásának fő akadálya az, hogy nem tudtunk elég receptort gyártani, és homogénné tisztítani. Most már rendelkezésre áll nyersanyag formájában a használatra, és sok új kutatás indulhat a szaglás tanulmányozására" - mondta Brian Cook, aki nemrég védte meg e témán alapuló doktori értekezését.
A szaglás a legösszetettebb és legkevésbé érthető érzék. Az emberi szaglórendszer hatalmas, csaknem 400 funkcionális gén szerepel benne, több, mint bármely más funkció esetében. A kutyák és egerek esetében pedig körülbelül 1000 szaglószervi receptor génjük van.
A változatos receptorok lehetővé teszik az emberek és állatok számára, hogy több tízezer illatot különböztessenek meg egymástól. Mindegyik illat több receptort hoz működésbe, és az aktivitási minta egy jelet hoz létre, melyet az agy egy bizonyos illatként képes azonosítani. Az illatmolekulákhoz kötődő szaglószervi receptorok olyan membránproteinek, melyek áthidalják a sejt felületét. Mivel a sejtmembrán kétrétegű zsírmolekulákból áll, a receptorfehérjék nagymértékben vízérzékenyek. Ha ezeket a fehérjéket kivonjuk a sejtből és vízalapú oldatba helyezzük, akkor összetapadnak, szerkezetük felbomlik, mondta Liselotte Kaiser, a PNAS újság főszerzője. Emiatt nehéz elkülöníteni a fehérjéket olyan mennyiségben, hogy részletesen lehessen őket tanulmányozni.
Kaiser és mások is hosszú éveken át próbáltak olyan módszert kifejleszteni, ami elválasztja és megtisztítja a fehérjéket. Minden egyes lépést vízérzékeny detergens oldatban, mely megőrzi a fehérjék struktúráját és működését.
A PNAS-ban ismertetett technológia egy sejtmentes szintézisből áll, mely a kereskedelmi forgalomban beszerezhető búzacsíra kivonatot használ fel egy bizonyos receptor előállítására. Ezután több tisztítási folyamaton át elkülönítik a fehérjét. Az eljárással rövid idő alatt nagy mennyiségű fehérje előállítását teszi lehetővé, elegendőt ahhoz, hogy megkezdhessék a strukturális és funkcionális vizsgálatokat.
A csoport bemutatott egy másik hasonló módszert is, mely átalakított emlőssejteket használ fel a receptorok előállítására. Ezt a módszert a PLoS One-on mutatták be augusztusban. Több időt és munkát igényel, mint a sejtmentes megközelítés, de előnye, hogy a receptort sokkal természetesebb úton állítják elő.
A jövőben a csapat szeretne együtt dolgozni kutatókkal a világ minden tájáról, hogy kifejlesszenek egy hordozható mikrofluid eszközt, mely különböző illatokat képes azonosítani. Egy ilyen eszközt az orvostudományban is fel lehetne használni, olyan betegségek korai felismerésére, melyek következtében jellegzetes illatok keletkeznek, mit például a cukorbetegség, a tüdő-, hólyag-és bőrrák. Széles körben alkalmazhatná az ipar is, például az illatalapú bioérzékelő eszközöknél, mondta Zhang.
