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.
Đây là câu hỏi dành cho bạn: Bạn nghĩ bạn có thể cảm nhận được bao nhiêu mùi khác nhau và thậm chí có thể nhận biết chúng một cách chính xác 100? 300? 1,000 Một nghiên cứu ước tính con người có thể nhận biết một nghìn tỉ mùi khác nhau Một nghìn tỉ Thật khó để có thể tưởng tượng nhưng mũi của bạn có một bộ máy phân tử để thực hiện điều đó
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.
Các thụ thể khứu giác - dò tìm những mùi nhỏ nhất và đưa chúng vào mũi bạn mỗi thụ thể kiên nhẫn chờ đợi được kích hoạt bởi mùi, hoặc các phối tử, mà nó được chỉ định dò tìm Con người, cũng giống như tất cả các động vật có xương sống, có rất nhiều thụ thể khứu giác. Thực tế, cấu trúc DNA của chúng ta dành nhiều gen cho các loại thụ thể khứu giác hơn bất kỳ loại protein nào khác.
Why is that? Could olfactory receptors be doing something else in addition to allowing us to smell?
Tại sao lại như vậy? Phải chăng các thụ thể khứu giác còn có chức năng nào khác ngoài việc cho phép chúng ta ngửi mùi?
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.
Năm 1991, Linda Buck và Richard Axel phát hiện ra bản sắc phân tử của thụ cảm khứu giác - công trình cuối cùng đã mang về một giải Nobel Vào thời điểm đó, tất cả chúng ta đều cho rằng những thụ thể này chỉ được tìm thấy trong mũi. Tuy nhiên, khoảng 1 năm sau đó một báo cáo chỉ ra sự xuất hiện của thụ thể khứu giác trong mô tế bào thay vì mũi Và sau đó những báo cáo tương tự xuất hiện, liên tiếp Bây giờ chúng ta biết rằng những thụ thể này được tìm thấy khắp cơ thể, bao gồm một số những nơi không ngờ tới trong cơ bắp trong thận phổi và các mạch máu
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.
Nhưng chúng làm gì ở đó? Chúng ta biết rằng thụ thể khứu giác hoạt động như các cảm biến hóa học nhạy cảm ở trong mũi đó là cách chúng gián tiếp tạo nên cảm giác về mùi. Thì ra chúng cũng hoạt động như những cảm biến hóa học nhạy cảm ở các bộ phận khác của cơ thể Bây giờ, tôi không nói gan của bạn có thể phát hiện mùi thơm của cà phê buổi sáng khi bạn bước vào bếp. Thay vào đó, sau khi bạn uống cà phê sáng, gan của bạn có thể sử dụng một thụ thể khứu giác để phát hiện sự thay đổi nồng độ hóa học của một hóa chất trôi trong mạch máu của bạn.
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?
Nhiều loại tế bào và các mô trong cơ thể sử dụng các cảm biến hóa học, hoặc các thụ cảm hóa học, để theo dõi nồng độ hormone, chất chuyển hóa và các phân tử khác, và một trong số các cơ quan thụ cảm đó là những thụ thể khứu giác. Nếu bạn là tuyến tụy hoặc thận và bạn cần một cảm biến hóa học chuyên biệt cho phép bạn theo dõi một phân tử cụ thể, tại sao lại cải tiến bánh xe?
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?
Một trong những ví dụ đầu tiên của một thụ thể khứu giác tìm thấy bên ngoài mũi cho thấy tinh trùng người chứa một thụ thể khứu giác, và tinh trùng với thụ thể này sẽ tìm ra hóa chất tạo ra phản ứng với thụ thể phối tử của thụ thể. Khi đó, tinh trùng sẽ bơi về phía phối tử. Điều này có ý nghĩa hấp dẫn. Tinh trùng được trợ giúp trong việc tìm trứng bằng cách đánh hơi khu vực với nồng độ phối tử cao nhất?
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.
Tôi thích ví dụ này bởi vì nó thể hiện rõ ràng rằng công việc chính của thụ thể khứu giác là một cảm biến hóa học, nhưng tùy thuộc vào hoàn cảnh, nó có thể ảnh hưởng đến cách bạn nhận thấy một mùi hoặc hướng tinh trùng sẽ bơi, và có thể thấy, còn rất nhiều các quy trình khác. Các thụ thể khứu giác được ứng dụng trong di chuyển tế bào cơ, trong việc giúp phổi cảm nhận và phản ứng với các hóa chất hít vào, và trong chữa lành vết thương.
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.
Tương tự, các thụ thể vị giác từng được nghĩ chỉ tìm thấy trong lưỡi bây giờ được phát hiện ở trong các tế bào và mô khắp cơ thể. Thậm chí còn đáng ngạc nhiên nữa, một nghiên cứu gần đây cho thấy các thụ cảm ánh sáng trong mắt chúng ta cũng đóng một vai trò trong mạch máu.
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.
Trong phòng thí nghiệm của tôi, chúng tôi cố gắng tìm hiểu vai trò các thụ thể khứu giác và các thụ thể vị giác trong thận. Thận là một cơ quan trung tâm điều khiển cân bằng môi trường bên trong. Và đối với chúng tôi, nó có ý nghĩa rằng trung tâm điều khiển cân bằng nội môi sẽ là một nơi hợp lý để sử dụng cảm biến hóa học. Chúng tôi đã xác định một số các cơ quan khứu giác và vị giác khác nhau trong thận, một trong số đó, thụ thể khứu giác 78, được xác định có trong tế bào và các mô đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh huyết áp. Khi thụ thể này được lấy ra khỏi chuột, huyết áp của chúng thấp. Đáng ngạc nhiên là thụ thể này đã được tìm thấy để đáp ứng các hóa chất được gọi là axit béo chuỗi ngắn được tạo ra bởi vi khuẩn nằm trong ruột của bạn - hệ vi sinh vật vùng của ruột. Sau khi được tạo ra bởi hệ sinh vật vùng của ruột, những hóa chất này được hấp thụ vào dòng máu của bạn nơi sau đó chúng tương tác với các thụ thể như thụ cảm khứu giác 78, nghĩa là những thay đổi trong trao đổi chất của hệ vi sinh vật vùng ở ruột có thể ảnh hưởng đến huyết áp của bạn.
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.
Mặc dù chúng tôi đã xác định một số các cơ quan khứu giác và vị giác khác nhau trong thận, Chúng tôi mới chỉ bắt đầu tách các chức năng khác nhau của chúng và tìm ra hóa chất phản ứng với từng loại. Các cuộc điều tra tương tự trước mắt trên nhiều bộ phận và mô khác - cho đến nay, chỉ có một số nhỏ các thụ thể được nghiên cứu Đây là điều thú vị. Tạo nên cuộc cách mạng sự hiểu biết của chúng ta về phạm vi ảnh hưởng của một trong năm giác quan. Và nó có tiềm năng thay đổi nhận thức về một số khía cạnh sinh lý học con người. Vẫn còn sớm, nhưng tôi nghĩ chúng tôi đã đánh hơi được ''mùi'' của thứ chúng tôi đang theo đuổi
(Laughter)
(Cười)
Thank you.
Cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)