拥有超强嗅觉的“超级嗅探器”小鼠

科学家们刚刚给啮齿动物本已强大的嗅觉又增添了新的功能。纽约市的一个研究小组对老鼠进行了基因改造，使它们能够嗅出远低于正常啮齿动物能察觉到的浓度的气味。这些“超级嗅觉”老鼠对某些气味有额外的传感器，有朝一日它们可以嗅出爆炸物、走私货物或疾病。

论文合著者、亨特学院的保罗·范斯坦在一份声明中表示：“我们拥有这些拥有数百万年历史的受体，它们经过高度调节，可以检测化学物质。我们认为我们可以将它们开发成工具，并利用它们来检测疾病。”

哺乳动物的鼻子里布满了这些微小的受体，它们专门用来接收不同的气味。老鼠有大约 1,200 个基因编码气味受体（人类只有 350 个）。鼻子里有数百万个感觉神经元，每个神经元都有一个受体。

超级嗅探鼠被设计成拥有更多专注于特定气味的受体。科学家在这些“MouSensor”小鼠中植入了他们设计的 DNA 链的额外副本，以调整小鼠正在发育的神经元。结果是：更多的神经元最终会拥有特定类型的受体。在一组小鼠中，约 1% 到 2% 的受体是检测苯乙酮（一种闻起来像茉莉花的化学物质）的类型。另一组小鼠则将 13% 的神经元专门用于承载接收香芹酮薄荷气味的受体。

研究小组利用荧光成像确认这些额外的受体正常工作。然后对小鼠进行测试，以查看这些额外的传感器是否真的增强了它们的嗅觉。这些啮齿动物学会了将它们拥有的额外受体的气味与注射和胃痛联系起来。小鼠可以选择喝纯净水或含有相同气味的化学物质的水。

拥有额外苯乙酮受体的小鼠在检测（和排斥）微量化学物质方面比正常小鼠灵敏约两倍。香芹酮组小鼠对香芹酮的敏感度比普通小鼠高出 100 倍。

科学家们认为他们可以进一步降低小鼠辨别不同气味的阈值。“我们不确定临界点在哪里，收益递减点在哪里，”费恩斯坦告诉《科学》杂志。

多年来，啮齿动物和狗一直利用它们的鼻子来探测地雷和疾病。科学家们认为，他们的新技术可能会让这些动物在工作中表现得更好。“在气味检测任务中，对这些 MouSensors 或大鼠或狗的传感器进行训练将显著缩短和提高效率，”作者写道，他们在 7 月 7 日的Cell Reports上发表了这项研究结果。

研究团队还希望 MouSensors 能够帮助阐明我们的嗅觉工作原理。