“时有落花至，远随流水香”，唐朝诗人刘眘虚经过小溪，看着花朵随着流水翩然而至，远远地就能闻见阵阵幽香，写出美丽诗篇。那人如何从一万亿种不同区分香味，主要由人体嗅觉神经细胞或神经元，以及400多个嗅觉基因彼此合作，传到大脑中枢神经系统以分辨香味。虽然每个嗅觉神经元都含有 400 个专用嗅觉受体基因，但每个神经元中只有一个基因活跃。更令科学家困惑的是，活跃的基因是随机发生，并且在神经元和神经元之间更是不同的。
近日，哥伦比亚大学的科学家解决了多年的疑惑，嗅觉神经元的基因体在 3D 空间重新排列，然后调控每个嗅觉神经元中的基因，进而使得人类可以分辨出不同的气味。该研究刊登于《Nature》。
该研究团队使用一种名为原位 Hi-C 的新基因体定序技术对萤光激活细胞分选的嗅觉感觉神经元及其祖细胞（progenitors）进行染色质构象捕获。他们更发现染色体上的基因相互作用比预期的要频繁得多。接着在他们所拍摄的快照显示，位于不同染色体上的嗅觉受体基因群落会在选择嗅觉受体基因之前，逐渐向每个染色体移动，然后在这些基因挤在一起之后不久，增强子（enhancer）聚集在一个单独的3D隔室中。他们也把该增强子命名为“希腊群岛”（Greek Islands）。
此外，该团队还发现转录因子 LHX2 和衔接蛋白 Ldb1 与希腊群岛结合在一起，调节嗅觉受体区室、增强子 Greek Islands 中枢和嗅觉受体转录的组装和维持，允许它们打开特定的嗅觉受体基因，在整个过程中扮演相当重要的角色。
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1. Nature, 2019; DOI: 10.1038/s41586-018-0845-0
2. https://zuckermaninstitute.columbia.edu/genes-move-help-nose-make-sense-scents
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