Here's a question for you: how many different scents do you think you can smell, and maybe even identify with accuracy? 100? 300? 1,000? One study estimates that humans can detect up to one trillion different odors. A trillion. It's hard to imagine, but your nose has the molecular machinery to make it happen.
Tengo una pregunta para Uds.: ¿cuántos olores diferentes creen que pueden oler, y quizá identificar con precisión? ¿100? ¿300? ¿1000? Un estudio estima que los humanos podemos detectar hasta un billón de olores. Un billón. Es difícil imaginarlo, pero la nariz tiene la maquinaria molecular para hacerlo posible.
Olfactory receptors -- tiny scent detectors -- are packed into your nose, each one patiently waiting to be activated by the odor, or ligand, that it's been assigned to detect. It turns out we humans, like all vertebrates, have lots of olfactory receptors. In fact, more of our DNA is devoted to genes for different olfactory receptors than for any other type of protein.
Los receptores olfativos, pequeñísimos detectores de olor, están dispuestos en la nariz, cada uno esperando pacientemente a ser activado por el olor, llamado ligando, que ha sido asignado para detectar. Resulta que los humanos, como todos los vertebrados, tenemos muchos receptores olfativos. La mayor parte del ADN está dedicado a genes para distintos receptores olfativos que para cualquier otro tipo de proteína.
Why is that? Could olfactory receptors be doing something else in addition to allowing us to smell?
¿Por qué es así? ¿Pueden los receptores olfativos encargarse de algo más aparte de permitirnos oler?
In 1991, Linda Buck and Richard Axel uncovered the molecular identity of olfactory receptors -- work which ultimately led to a Nobel Prize. At the time, we all assumed that these receptors were only found in the nose. However, about a year or so later, a report emerged of an olfactory receptor expressed in a tissue other than the nose. And then another such report emerged, and another. We now know that these receptors are found all over the body, including in some pretty unexpected places -- in muscle, in kidneys, lungs and blood vessels.
En 1991, Linda Buck y Richard Axel descubrieron la identidad molecular de los receptores olfativos... descubrimiento que llevó después al Premio Nobel. En ese tiempo, creíamos que estos receptores solo se encontraban en la nariz. Sin embargo, cerca de un año después, surgió un reporte sobre un receptor olfativo manifestado en un tejido distinto al de la nariz. Y luego surgió otro informe similar, y luego otro. Ahora sabemos que estos receptores se encuentran en todo el cuerpo, incluyendo algunos lugares muy inesperados, en músculo, en riñones, en pulmones y en vasos sanguíneos.
But what are they doing there? Well, we know that olfactory receptors act as sensitive chemical sensors in the nose -- that's how they mediate our sense of smell. It turns out they also act as sensitive chemical sensors in many other parts of the body. Now, I'm not saying that your liver can detect the aroma of your morning coffee as you walk into the kitchen. Rather, after you drink your morning coffee, your liver might use an olfactory receptor to chemically detect the change in concentration of a chemical floating through your bloodstream.
Pero ¿qué hacen allí? Sabemos que los receptores olfativos actúan como sensores sensibles a químicos en la nariz, así es como median nuestro sentido del olfato. Resulta que también actúan como sensores sensitivos a químicos en muchas otras partes del cuerpo. No estoy diciendo que el hígado pueda detectar el aroma del café matutino cuando entran a la cocina. En vez de eso, después de tomar el café matutino, el hígado puede usar un receptor olfativo para detectar químicamente el cambio en la concentración de un químico que flota por el torrente sanguíneo.
Many cell types and tissues in the body use chemical sensors, or chemosensors, to keep track of the concentration of hormones, metabolites and other molecules, and some of these chemosensors are olfactory receptors. If you are a pancreas or a kidney and you need a specialized chemical sensor that will allow you to keep track of a specific molecule, why reinvent the wheel?
Muchos tipos de células y tejidos del cuerpo usan sensores químicos, o quimiosensores, para registrar la concentración de hormonas, metabolitos y otras moléculas, y algunos de estos quimiosensores son receptores olfativos. Si fueran un páncreas o un riñón y necesitaran un sensor químico especializado que permitiera registrar una molécula específica, ¿para qué volver a inventar la rueda?
One of the first examples of an olfactory receptor found outside the nose showed that human sperm express an olfactory receptor, and that sperm with this receptor will seek out the chemical that the receptor responds to -- the receptor's ligand. That is, the sperm will swim toward the ligand. This has intriguing implications. Are sperm aided in finding the egg by sniffing out the area with the highest ligand concentration?
Uno de los primeros ejemplos de un receptor olfativo encontrado fuera de la nariz mostró que el esperma humano manifiesta un receptor olfativo, y que el esperma con este receptor busca el químico al que responde el receptor... el ligando del receptor. Es decir, el esperma nada hacia el ligando. Esto tiene implicaciones intrigantes. ¿Los espermas reciben ayuda para encontrar el óvulo al olfatear el área con la mayor concentración de ligando?
I like this example because it clearly demonstrates that an olfactory receptor's primary job is to be a chemical sensor, but depending on the context, it can influence how you perceive a smell, or in which direction sperm will swim, and as it turns out, a huge variety of other processes. Olfactory receptors have been implicated in muscle cell migration, in helping the lung to sense and respond to inhaled chemicals, and in wound healing.
Me gusta este ejemplo porque demuestra claramente que el trabajo primordial de un receptor olfativo es ser un sensor químico, pero dependiendo del contexto, puede influir en cómo se percibe un olor, o en qué dirección nadará el esperma, y también, en una gran variedad de otros procesos. Los receptores olfativos están implicados en la migración de células musculares, al ayudar a los pulmones a sentir y responder a químicos inhalados, y en el sanado de heridas.
Similarly, taste receptors once thought to be found only in the tongue, are now known to be expressed in cells and tissues throughout the body. Even more surprisingly, a recent study found that the light receptors in our eyes also play a role in our blood vessels.
Similar a esto, los receptores del gusto, que se pensaba que se encontraban solo en la lengua, ahora se sabe que se manifiestan en células y tejidos en todo el cuerpo. Y aún más sorprendente: un estudio reciente encontró que los receptores de luz de los ojos juegan un papel en los vasos sanguíneos.
In my lab, we work on trying to understand the roles of olfactory receptors and taste receptors in the context of the kidney. The kidney is a central control center for homeostasis. And to us, it makes sense that a homeostatic control center would be a logical place to employ chemical sensors. We've identified a number of different olfactory and taste receptors in the kidney, one of which, olfactory receptor 78, is known to be expressed in cells and tissues that are important in the regulation of blood pressure. When this receptor is deleted in mice, their blood pressure is low. Surprisingly, this receptor was found to respond to chemicals called short-chain fatty acids that are produced by the bacteria that reside in your gut -- your gut microbiota. After being produced by your gut microbiota, these chemicals are absorbed into your bloodstream where they can then interact with receptors like olfactory receptor 78, meaning that the changes in metabolism of your gut microbiota may influence your blood pressure.
En mi laboratorio, trabajamos tratando de entender los roles de los receptores olfativos y del gusto en el contexto del riñón. El riñón es un centro de control importante para la homeóstasis. Y para nosotros, tiene sentido que un centro de control homeostático sea el lugar idóneo para emplear sensores químicos. Hemos identificado varios receptores olfativos y del gusto distintos en el riñón, a uno de los cuales, el receptor olfativo 78, se le conoce por encontrarse en células y tejidos, importantes para la regulación de la presión sanguínea. Cuando se elimina este receptor en ratones su presión sanguínea baja. Curiosamente, se descubrió que este receptor responde a químicos llamados ácidos grasos de cadena corta, producidos por las bacterias que viven en el estómago, la flora intestinal. Los produce la flora intestinal, luego el flujo torrente sanguíneo absorbe estos químicos y allí interactúan con los receptores como el receptor olfativo 78, esto significa que los cambios en el metabolismo de la flora intestinal pueden alterar la presión sanguínea.
Although we've identified a number of different olfactory and taste receptors in the kidney, we've only just begun to tease out their different functions and to figure out which chemicals each of them responds to. Similar investigations lie ahead for many other organs and tissues -- only a small minority of receptors has been studied to date. This is exciting stuff. It's revolutionizing our understanding of the scope of influence for one of the five senses. And it has the potential to change our understanding of some aspects of human physiology. It's still early, but I think we've picked up on the scent of something we're following.
Aunque hemos identificado varios receptores distintos olfativos y del gusto en el riñón, apenas comenzamos a averiguar sus diferentes funciones y a descubrir a qué químicos responde cada uno. Hay investigaciones similares pendientes sobre otros órganos y tejidos, solo una pequeña cantidad de receptores han sido estudiados a la fecha. Esto es muy emocionante. Está revolucionando nuestra comprensión y el alcance de la influencia de uno de los cinco sentidos. Y tiene el potencial de cambiar nuestra concepción de algunos aspectos de la fisiología humana. Aún es muy pronto, pero creo que hemos olfateado una pista importante.
(Laughter)
(Risas)
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)