Ученые из Токийского технологического института (Tokyo Tech) обнаружили ген, играющий жизненно важную роль в восприятии феромонов. Этот ген сохранился у рыб и млекопитающих и более 400 миллионов лет эволюции позвоночных, что указывает на то, что система восприятия феромонов намного древнее, чем считалось ранее. Это открытие открывает новые возможности для изучения происхождения, эволюции и функции передачи сигналов феромонами.
Большинство наземных позвоночных имеют как орган обоняния, который обнаруживает запахи, так и сошниково-носовой орган, который обнаруживает феромоны, которые вызывают социальное и сексуальное поведение. Традиционно считалось, что сошниково-носовой орган развился, когда позвоночные перешли от жизни в воде к жизни на суше. Однако новое исследование, проведенное Масато Никайдо и его коллегами из Tokyo Tech, предполагает, что этот орган может быть намного старше, чем считалось ранее.
Сошниково-носовой орган содержит рецепторы семейства белков V1R, которые имеют решающее значение для обнаружения феромонов. Никайдо и др. идентифицировали ген ancV1R, кодирующий ранее неизвестный член семейства V1R. Однако, в отличие от других генов V1R, ancV1R присутствует не только у наземных позвоночных, но и у некоторых родословных рыб, что указывает на то, что он сохранился на протяжении 400 миллионов лет эволюции позвоночных. По словам Никайдо, это открытие было «весьма неожиданным, поскольку оно представляет собой первое открытие гена семейства V1R, общего для рыб и млекопитающих».
Авторы идентифицировали ancV1R в 56 из 115 геномов позвоночных. Интересно, что потеря ancV1R у некоторых линий позвоночных, таких как высшие приматы (включая людей, шимпанзе и горилл), китообразных (включая китов и дельфинов), птиц и крокодилов, соответствует потере вомероназального органа у этих линий. Полученные данные свидетельствуют не только о том, что ancV1R может быть жизненно важным компонентом сошниково-носового органа, но и о том, что этот орган предшествует переходу позвоночных на сушу, что открывает новые возможности для изучения его происхождения.
ancV1R также необычен тем, что он экспрессируется в большинстве вомероназальных сенсорных нейронов. Напротив, другие белки V1R следуют правилу «один нейрон - один рецептор», при этом в каждом нейроне экспрессируется только один рецептор. Это еще раз демонстрирует важность ancV1R в восприятии феромонов. Как отмечает Никайдо, «будет интересно продолжить изучение того, как регулируются эти паттерны экспрессии, и определить их функциональную роль в хемосенсорной передаче сигналов».