Гены обоняния миксины раскрывают древнее происхождение чувства запаха у позвоночных

Учёные из Университета Цукубы и их коллеги провели комплексный анализ репертуара обонятельных рецепторов у миксины (Eptatretus burgeri) — бесчелюстного позвоночного. Это существо сохранило множество примитивных черт, но при этом обладает высокоразвитой обонятельной системой.

Результаты исследования, опубликованные в журнале iScience, показывают, что определённые семейства генов обонятельных рецепторов претерпели значительную диверсификацию в рамках конкретных эволюционных линий. Это позволяет предположить, что общий предок позвоночных, вероятно, обладал более широким и сложным набором обонятельных рецепторов, чем считалось ранее.

Животные, включая человека, полагаются на обоняние для поиска пищи, избегания хищников и коммуникации. Эта сенсорная способность зависит от специализированных рецепторных белков.

У позвоночных обоняние опосредовано четырьмя основными семействами рецепторов: обонятельными рецепторами (OR), вомероназальными рецепторами 1-го типа (V1R), вомероназальными рецепторами 2-го типа (V2R) и рецепторами, ассоциированными со следовыми аминами (TAAR). Однако эволюционное происхождение и ранние пути диверсификации этих классов рецепторов остаются плохо изученными.

В данной работе исследователи изучили геном миксины на наличие генов, связанных с OR. В общей сложности они идентифицировали 48 генов OR, два гена V1R, неожиданно большое количество — 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. Особенно важно, что наличие настоящих рецепторов V2R у миксины опровергает давнее предположение о том, что эти рецепторы эволюционировали только у челюстных позвоночных.

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

В целом, это открытие даёт ключевое представление об эволюции обоняния у позвоночных и подчёркивает важность миксины как модели для реконструкции сенсорной биологии древних позвоночных.

Больше информации: Hirofumi Kariyayama et al, Hagfish olfactory repertoire illuminates lineage-specific diversification of olfaction in basal vertebrates, iScience (2025). DOI: 10.1016/j.isci.2025.114118

Источник: University of Tsukuba

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как изучение «живых ископаемых», таких как миксина, позволяет заглянуть в глубокое эволюционное прошлое. Оказывается, сложные системы обоняния, которые мы считали относительно поздним приобретением, имеют куда более древние корни.