מיליון ריחות, אלף קולטנים,

פרס נובל אחד

מערכת הריח

גליליאו

נייו

2007

050

שלמה וגנר

גליליאו

נייו

2007

051

חוש הריח מאפשר לנו לפענח את ההרכב הכימי של הסביבה, ובעקבות זאת — להתחמק מחומרים רעילים ולמצוא חומרים מזינים. יכולת כזו משותפת לכל היצורים החיים, מהחיידקים ועד האדם, והיא כנראה הכרחית לכל יצור המגיב המגדירות התכונות אחת — בסביבה לשינויים )אדפטיבי( התאמתי באופן מבחינה ביותר העתיק החוש הוא הריח שחוש לומר מקובל לפיכך חיים. אבולוציונית, והוא אכן שונה מחושים אחרים בהיבטים רבים, שבחלקם ניגע

במאמר זה.חוש הריח הוא, ככל הנראה, הפחות מובן לאנשי המדע מכל החושים. בייחוד את לתאר אפשר הריח. חוש של )פרספציה( התפישה פתורה בלתי נותרה איזה מבינים אנו ושמיעה(, )ראייה הספקטרליים לחושים ביחס כך: הבעיה לדוגמה, החושית. התפישה של נתון להיבט אחראי החושי הגירוי של חלק אנו יודעים שאורך הגל של הפוטונים הנקלטים בעין יבוא לידי ביטוי בתפישת הצבע שלנו, בעוד שמשרעת )אמפליטודת( גלי הקול הנקלטים באוזן אחראית

לעוצמת הקול בתפישה החושית שלנו. לעומת זאת, ביחס לחוש הריח אין לנו שום מושג איזה חלק של הגירוי, דהיינו איזה גורם מולקולרי, אחראי לתפישת ריח מסוימת. במילים אחרות, אף שאנו יודעים את הריח המדויק של מגוון רחב של מולקולות, אין אנו יודעים לצפות מה יהיה הריח של מולקולה חדשה, או איזו מולקולה אחראית לריח לא-מוכר. בניגוד לריח. האחראיות מולקולות של העצום מהמגוון נובע מהבעיה חלק גל, )אורך מאוד מוגבל שלהם הפיזיקליים הממדים שמספר לקול, או לאור משרעת, מיקום במרחב ובזמן(, למרחב המולקולרי ממדים רבים מאוד והוא אינו מוגדר בקלות. חלק אחר מהבעיה הוא, שמולקולות כמעט זהות יכולות ליצור תפישה שונה לחלוטין של ריח. דוגמה קיצונית היא מולקולת הקארבון ,D-carvon( שונים )אננטיומרים( אופטיים איזומרים שני שלה ,)carvon( הריח זה, של זה ראי תמונת אלא אינם האיזומרים ששני אף .1)L-carvonשלהם שונה לחלוטין: האיזומר D מופק מזרעי הקימל ומעניק להם את ריחם

7האופייני, ואילו האיזומר L אחראי לריח האופייני של עלי המנטה.

תקון הריחותני ם רוצים ממ מה את

טעם עראק וריח זעפרן צורב,אני כבר לא אותו הילד

אבוד בין רגלים שמשחק סנוקרבקפה מרקו

בל��ד.עכשו חברים

אני לומד לאכ�ל גלידה מבד�לחמאוטו שמשמיע קולות של ציפרים

בערב,אני לומד לפת�ח דלתותיקות, בתיבות נגינה עת

עכשונשים בטעם תות-שדה

מלמדות אותי להריח כריכות של שקספירבע עשרה מן המאה הש

מלמדות אותי לשחק בחתול סימיבתוך סלון יר�ק

חברים.

ארז ביטון, מתוך מחזור השירים "נענע".

1. איזומרים הם תרכובות הבנויות מאטומים של אותם יסודות, באותם מספרים; אך סדר האטומים או סידורם המרחבי שונה. איזומרים אופטיים )אננטיומרים( הם צמד איזומרים של תרכובת הזהים זה לזה בסדר האטומים ובסידורם, אך כל אחד מהם הוא תמונת ראי של האחר, כשם שיד ימין היא

תמונת ראי של יד שמאל.

7

גליליאו

נייו

2007

052

מערכת הריח

הריח מהו?

הריח תחושת הוראות: שתי ישנן "ריח" למילה בעברית, זה במאמר זו. לתחושה וגורם לאף החודר הנדיף והחומר נשתמש חליפות בשתי ההוראות, בהתאם להקשר. במקומות "תחושת בביטויים נשתמש בלבול, להיווצר עלול שבהם

הריח" ו"חומר הריח".במהותו לדון כדאי עצמו, הריח בחוש לדון ניגש בטרם המישוש, לחוש בניגוד בריח. כלומר המוחש, הגורם של הריח הרי עצמה, הסביבה עם במגע באים אנו שבעזרתו הסובב באוויר הסביבה של הייצוג רק הוא באפנו הנקלט אותנו. האוויר משמש כממס הסוחף איתו חלק ממולקולות הסביבה ומביא אותן אל אפנו. ככל שהחומר מתמוסס טוב יותר באוויר, כלומר נדיף יותר, הייצוג שלו יהיה חזק יותר, או במילים אחרות, הוא יהיה ריחני יותר )בעברית אומרים וקולע מדויק ביטוי נודף, ריחו — חזק ריח בעל חומר על סלקציה ישנה זה בשלב שכבר מכאן פיזיקלית(. מבחינה משמעותית של החומרים שאליהם מגיב חוש הריח, בהתאם לנדיפותם. מקורם של רוב החומרים הנדיפים )מלבד גזים( ובעלי-חיים, צמחים חיידקים, — שונים באורגניזמים הוא ואלו הם גם הגורמים שלבעל-החיים חשוב ביותר לזהותם. לעומת זאת, מתכות ומינרלים אינם נדיפים )בטמפרטורות ריח(. אין באמת )לכסף ריח להם אין וממילא רגילות(, חשוב להזכיר כי המים הם ממס טוב יותר מהאוויר, ולכן הם מקלים על חוש הריח של יצורים החיים במים )כן, גם יצורים תת-מימיים מריחים(. על רקע זה יש להבין את יכולתו של הכריש לאכן את טרפו ממרחקים עצומים בעזרת חוש הריח.מולקולות כן אם הוא ריח תחושת המעורר הגירוי המתפשטות באוויר בדיפוזיה, ממקור שאותו אנו מעוניינים אטי תהליך היא באוויר מולקולות תנועת ולזהות. לאכן לאין שיעור מתנועת האור, או אפילו מהתפשטות גלי הקול, כי מערכת הריח צריכה להבחין בשינויים אטיים ולכן ברור הרבה יותר מהראייה והשמיעה. גורם המאיץ במידת-מה את התפשטות הריח הוא זרמי האוויר, כלומר הרוח. זרמים אלו, משתנות, בעוצמות סביבה ובכל עת בכל כמעט הקיימים יכולים להניע את מולקולות הריח למרחקים גדולים, אולם של בנוכחותו והפסקות הפרעות יוצרת שלהם הכאוטיות יכולים אנו האוויר מזרמי כתוצאה אחרות, במילים הריח. אותם אולם מאיתנו, רב במרחק הנמצאים עצמים להריח

זרמי אוויר מקשים עלינו לאכן עצמים אלה בהסתמך על חוש הריח בלבד.

לבצע מוזמנים )אתם קטן דמיוני ניסוי נערוך הבה כעת אותו בפועל(. דמיינו שאתם הולכים ברחוב בליל קיץ, ולפתע מתמלא אפכם ניחוח יסמין. כעת דמיינו את עצמכם עוצמים האם היסמין. שיח של מיקומו את לקבוע ומנסים עיניים תוכלו לעשות זאת בשאיפה אחת? כנראה לא. אם תרחרחו לכל הכיוונים, ייתכן שתבחינו שהריח המגיע מכיוון מסוים חזק במיוחד, אולם משאיפה אחת אין לדעת זאת. רגע אחד, אתם בטוחים שמקור הריח הוא שיח יסמין ולא ענן הבושם

אשר אפף את הנערה שעברה ברחוב לפני חצי דקה?ניסוי זה ממחיש לנו את שתי התכונות של חוש הריח שכבר הריח. מקור את לאכן קל לא ראשית, בהן: לדון התחלנו והשמיעה, הראייה כגון אחרים, לחושים בהשוואה שנית, חוש הריח אינו מדווח על אירועים בזמן אמיתי, אלא בפיגור מאפשרת היא שכן רבה, חשיבות זו לתכונה משמעותי. לבעלי-החיים ללמוד בעזרת חוש הריח גם על ההיסטוריה של הסביבה, למשל על טרף שהיה בסביבה לפני זמן-מה, ואשר אפשר לעקוב אחריו. יתרה מזו, היא מאפשרת לבעלי-חיים להשאיר סימנים זה לזה, וליצור תקשורת שלמה המבוססת

התפשטות חומר נדיף באוויר אינה סדירה, ומושפעת מזרמי האוויר

גליליאו

נייו

2007

053

על השארת חומרי ריח במקומות שונים. ניתן לומר, אם כן, שבניגוד לרוב החושים, לחוש הריח יש עומק בממד הזמן.

הרחרוח בעצם, דילגנו כאן על גורם חשוב ביותר בחישת הריח, והוא פעולת הרחרוח )sniffing(. רחרוח אחד מוגדר כמחזור אחד ונשיפה דרך כלומר שאיפה והוצאתו, של הכנסת אוויר לאף האף. בדרך-כלל הפעולה הזאת נעשית באופן בלתי מודע ביחד עם הנשימה, ואז אורכה כשתי שניות, אך כאשר אנו נתקלים בריח מעניין ומנסים לברר את מקורו או מהותו, אנו מתחילים פעילות של רחרוח אקטיבי מהיר, שאורך המחזור שלו כחצי דומה. במכרסמים, לבעלי-חיים אחרים התנהגות גם שנייה. של המחזור אורך מאיתנו, יותר הרבה הריח בחוש התלויים

פעולת הרחרוח האקטיבי הוא כרבע שנייה בלבד. שואב הוא ראשית, תפקידים: כמה כנראה יש לרחרוח הגעת את לדיפוזיה, ביחס מאוד, מאיץ ובכך לאף אוויר ריכוז הריח מולקולות הריח לתוכו. שנית, הוא מווסת את החישה. יכולת מבחינת )אופטימלי( מיטבי למצב באף כלומר, בנוכחות ריחות חזקים, פעולת הרחרוח נחלשת כך גורם חלש ריח זאת, לעומת לאף. נכנס ריח חומר שפחות

לפעילות רחרוח חזקה, המעלה את ריכוז חומר הריח באף. בדרך זו, הרחרוח משפיע על ההרחה באופן דומה להשפעת פני על האוויר נשיפת שלישית, הראייה. על האישון גודל השטח מעלה לאוויר חלקיקי חומר, ובכך מגדילה את ריכוז בכל בבני-אדם, לפחות כך, על נוסף באוויר. הריח חומר רחרוח נחיר אחד פעיל יותר מהאחר, כך שהשוואה בין שני רחרוחים עוקבים יכולה לסייע להחליט באיזה צד הריח חזק

יותר, וממילא — לאכן את מקורו. על היא הרחרוח של ביותר הדרמטית ההשפעה ואולם, יוצרת הרחרוח פעולת שכן הריח, במערכת המידע עיבוד והיא החושים, משאר הריח חוש את המייחדת תכונה עוד שבזמן מכך נובע הרציפות חוסר שלו. הרציפות חוסר הנשיפה, היינו הוצאת האוויר מהאף, אין כניסה של חומרי ריח מהסביבה אל האף, כלומר אין מתבצעת חישה. )אמנם, המצמוץ אך הראייה, את היא אף קוטעת המצמוץ פעולת האוויר נשיפת ואילו הראייה, מזמן בודדים אחוזים תופס

תופסת כחצי מזמן המחזור של הרחרוח.( את דוגמת האנושית הריח מערכת אחרות, במילים בין דגימה הסביבה בקצב של 2-0.5 פעמים בשנייה, אולם לדגימה יש פרקי זמן ניכרים בלא חישה. כלומר, חישת הריח

רחרוח אקטיבי

7

7

גליליאו

נייו

2007

054

מערכת הריח

היא למעשה רצף של אירועי חישה מבודדים בזמן, שכל אחד לאירועים שבהקשר אף עצמו, בפני ונתפש מעובד מהם של תכונות כמה מגדירה כשלעצמה זו עובדה לו. שקדמו את מגדירה היא אחד מצד הריח: במערכת המידע עיבוד המידע, עיבוד של הבסיסית הזמן כיחידת הרחרוח משך וממילא מגבילה את עיבוד המידע למשך זמן זה, שכן מעבר הקודם; למידע קשור בהכרח שאינו חדש מידע מגיע לו מצד אחר, היא מגדירה את "רוחב הפס" של העברת המידע במערכת, שכן בתוך זמן הרחרוח אין מגיע מידע חדש, ולכן מידע ועיבוד קידוד לשם הזה הזמן בכל להשתמש ניתן במוח. אחד הניסויים המעניינים שנערכו בשנים האחרונות אכן הראה, מצד אחד, כי די לחולדה במשך זמן של רחרוח מריחה היא ריח איזה להכריע שנייה( כרבע )כלומר אחד משך הארכת כי אחר, ומצד אפשריים, ריחות שני מבין זמן ההכרעה מעבר לרחרוח אחד אינה מגדילה את הסיכוי

שההכרעה תהיה נכונה.

אפיתל הריח: מקום מושבם של תאי חוש הריחאיברי שלהם חרקים(, )למשל לחסרי-חוליות בניגוד והמחושים, הרגליים כגון שונים איברים על כימית חישה חישת ריח, )טעם, הכימיים החושים כל שבחולייתנים הרי פרומונים( מרוכזים בחללי האף והפה שבקדמת הראש. תאי החוש של חוש הריח ממוקמים באפיתל הריח, בחלק האחורי העליון של חלל האף. כפי שניתן לראות באיור, אפיתל הריח הוא יריעה תאית המורכבת מכמה שכבות. שכבת תאי החוש מורכבת מתאי עצב השולחים שלוחות קצרות, כעין ריסים, אל חלל האף. הריסים של תאי החוש הם נקודת המפגש בין הסביבה לבין מערכת העצבים, אשר בה מתרחשת ההתמרה הכימית האנרגיה הזה במקרה — הסביבה אנרגיית של עצביים לאותות — לקולטנים הריח מולקולות קישור של היחיד המקום הוא הריח אפיתל חשמליות(. )התפרקויות בגוף כולו שבו מערכת העצבים חשופה לסביבה. שכבת ריר דקה )רירית האף( היא הכיסוי היחיד של השלוחות העצביות ששולחים תאי החוש לחלל האף. לחשיפה הזאת יש מחיר, שכן כמו כל התאים החשופים לסביבה )תאי העור למשל(, המצטברים נזקים סובלים הריח אפיתל של החוש תאי לפיכך בתפקודם. דבר של בסופו ופוגעים זמן לאורך המערכת מחליפה את התאים הללו, על-ידי ייצור מתמיד של תאי חוש חדשים )תוחלת החיים של תא חוש באפיתל הריח

היא כשלושה שבועות(. יכולת היצירה מחדש של תאי עצב לאורך חיי הבוגר היא עוד אחד מהמאפיינים המייחדים את

מערכת הריח.

מגוון קולטני הריח — מפתח לקליטת מגוון גירויי הריחנגף אבן היוותה הריח מערכת של הקולטנים סוגיית ננסה שנים. עשרות במשך בתחום המחקר את שעיכבה והשמיעה, הראייה במערכות הבעיה. היתה מה להסביר עם אחד, הוא החוש במערכת הנקלט הפיזיקלי הגורם במערכת משתנה גל באורך פוטונים משתנים: מאפיינים ניתן השמיעה. במערכת משתנה בתדר קול וגלי הראייה, תוך המשימה עם מתמודדות הללו המערכות איך להבין זאת, לעומת שונים. קולטנים של לא-גדול במספר שימוש מערכת הריח צריכה להתמודד עם מגוון עצום של מולקולות ריח תחושת ולקודד באוויר, המצויות לחלוטין שונות בגוף הנוספת היחידה המערכת מהן. אחת לכל מתאימה שצריכה להתמודד עם מגוון דומה של גירויים היא מערכת

תיאור סכמטי של השלבים הראשונים של פעולת מערכת הריח:

א( כניסת חומר הריח לאף.

ב( אזור המעבר של אקסוני העצב מאפיתל הריח לבולבוס הריח, התחנה

הראשונה של עיבוד המידע במוח.

ג( תרשים של אפיתל הריח, המראה את תאי החוש השולחים ריסונים אל

שכבת הריר המצפה את האפיתל, את תאי התמך המפרידים ביניהם ואת תאי

הבסיס, היוצרים תאי חוש חדשים.

ד( תרשים תלת-ממדי של האפיתל, המראה כיצד כל תא עצב שולח ריסונים

לחלל האף. הנוריות הצבעוניות מייצגות את הקולטנים השונים המתבטאים

בכל אחד מתאי החוש

גליליאו

נייו

2007

055

החיסון, המגיבה על כל פלישה של גורם כלשהו לגוף ביצירת נוגדנים מתאימים. במערכת החיסון קיים מנגנון גנטי נפלא, המאפשר לה לייצר באופן אקראי מגוון אינסופי כמעט של העלולים הגורמים טווח כל את לכסות היכולים נוגדנים, לפלוש לגוף. כיצד יכולה מערכת הריח לייצר מגוון כה גדול של קולטנים, המתאימים לכל המולקולות באוויר? האם גם

היא משתמשת במנגנון דומה לזה של מערכת החיסון?את התשובה על שאלה זו מצאו, בתחילת שנות התשעים )Buck( ולינדה באק )Axel( של המאה ה-20, ריצ'רד אקסלמאוניברסיטת קולומביה שבניו-יורק. הם השתמשו בשיטות הגנים את למצוא כדי מולקולרית ביולוגיה של חדישות היוצרים את הקולטנים של מערכת הריח, תגלית שעליה זכו הסתבר כולם, להפתעת .2005 בשנת לרפואה נובל בפרס בין ביונקים )מספרם גנים של עצומה במשפחה שמדובר שונים קולטנים המקודדים בחולדה(, ל-1,400 באדם 350אשר מתבטאים כולם באפיתל של מערכת הריח בלבד. זוהי משפחת הגנים )גנים שלהם רצף DNA דומה( הגדולה ביותר יונק של בגנום כי כיום, כמקובל נניח, אם בגנום. הקיימת לשלושה אחוז בין משקיע שהיונק הרי גנים, אלף כ-30 אחוזים מהגנים שלו בקולטנים של מערכת הריח — השקעה המערכת של חשיבותה את המוכיחה ספק, בלא עצומה

לשרידות היונקים.

הקוד התצריפי את מסביר אינו קולטנים של הזה הגדול המספר גם הרבה הגדול המספר את לזהות הריח מערכת של יכולתה יכולים לחוש, )בני-אדם יותר של מולקולות שונות באוויר ריחות 100,000-10,000 שלהם, הקולטנים 350 בעזרת ריחות(. כמיליון לחוש כנראה יכולים ומכרסמים שונים, מולקולות מבנה כשנחקר התשובה. נמצאה לזה שגם אלא הקולטן והקישור שלהן למולקולות הריח, הסתבר כי, בדומה למולקולות הנוגדן במערכת החיסון, הקולטנים באים במגע רק עם חלק )גורם מבני מולקולרי( של מולקולת הריח, ולכן כל קולטן יכול בעצם לזהות מולקולות רבות ושונות, בתנאי מצד הקולטן. נקשר שאליו מבני גורם אותו מכילות שהן כל כאשר קולטנים, לכמה נקשרת ריח מולקולת כל אחר, בין ההבדל לפיכך, שלה. אחר מבני גורם קושר מהם אחד הוא שונה, מבנה כמובן שלהן שונות, ריח מולקולות שתי נקשרות. הן שאליהם הקולטנים של )קומבינציה( הצירוף

כלומר, מולקולה א' תיקשר לצירוף מסוים )נניח, הקולטנים X ,M ,A( בעוד שמולקולה ב' תיקשר לצירוף אחר )למשל, הקולטנים W ,P ,G ,D(. אפילו מולקולות ריח דומות מבחינה מבנית ייקשרו לצירופים שונים, גם אם חופפים בחלקם, ולכן

יאפשרו לנו להבחין ביניהן. דומות מולקולות בין להבחין יכול הריח חוש כאמור, של )אננטיומרים( אופטיים איזומרים בין ואפילו ביותר, הריח חוש שלמעלה, באיור שמתואר כפי מולקולות. אותן על-ידי לא שונים ריחות של העצום המספר את מקודד שהיתה שיטה — ריח מולקולת לכל נפרד קולטן הקדשת מחייבת מספר קולטנים זהה למספר הריחות השונים — אלא בעזרת צירופים שונים של מולקולות הקולטן שלו. אם נניח, קולטנים שלושה בממוצע מפעילה מולקולה שכל למשל, השונים התלת-קולטניים הצירופים כל את ונחשב בלבד, של אלף הקולטנים, נגיע למספר המתקרב למיליארד ריחות מספר קידוד מאפשרת זו ששיטה מכאן שונים. אפשריים אם )גם יותר הרבה מוגבל מספר בעזרת ריחות של עצום קולטנים. של אחרות( גנים למשפחות ביחס מאוד גדול במערכת ריח מולקולת של הזיהוי כי הטוען הזה, המודל

הקוד התצריפי של הריח: בצד השמאלי תיאורים סכמטיים של מולקולות ריח

בעלות מבנים מולקולריים שונים. לכל מבנה מולקולרי צבע אופייני. בצד ימין

נראים הצירופים השונים של ארבעה קולטנים, המקודדים את המולקולות

השונות. בכל אחת מהדוגמאות, קולטן פעיל מסומן בצבע וקולטן שאינו

מופעל מסומן בקו לבן. התמונה מדגימה כיצד צירופים שונים של מספר

קולטנים קטן יחסית יכולים לקודד מספר גדול הרבה יותר של מולקולות

7

7

גליליאו

נייו

2007

056

מערכת הריח

שהיא הקולטנים של הייחודי הצירוף פי על נקבע העצבים מפעילה, נקרא הקוד התצריפי )הקומבינטורי( של הריח.

עקרון הקולטן הבודד בתא הבודדהרבה קשה אבל לתאר, קל הזה האלגנטי הפתרון את המאפשרת הביולוגית המערכת שנראה, כפי ליישם. יותר מנגנונים בכמה משתמשת הזה המודל של יישומו את מפתיעים, המובנים לנו רק בחלקם. ראשית, מאחר שיכולת התגובה למולקולת ריח מסוימת נקבעת לפי זהות הקולטן, הרי עצביים(, )כאותות החוש בתא נוצר עצמו המידע אך לבטא תא כל על שונים, ריחות בין מערבוב להימנע שכדי קולטן אחד בלבד. אכן, התברר כי כל תא חוש באפיתל הריח )כשבעה מיליון בכל נחיר אנושי( מבטא רק אחד מבין מאות "בוחר" כיצד היא, השאלה השונים. האפשריים הקולטנים

התא איזה קולטן לבטא? הגנים של הביטוי על קפדנית בקרה ישנה בדרך-כלל השונים בכל תא, ולכן אין זה חריג שתאים ברקמות שונות האפשרות גם משפחה. אותה בני שונים גנים מבטאים בהתאם שונים, גנים יבטאו רקמה באותה שונים שתאים של במקרה אך לנו. ומובנת מוכרת ברקמה, התא למיקום אפיתל הריח, לא נראה שיש מיקום מסוים לכל קולטן. ההפך הוא הנכון: תאים המבטאים קולטן מסוים פזורים אקראית יבטאו זאת, תאים שכנים ולעומת יותר באפיתל, או פחות ואיתמר סידר חיים מזו, יתרה שונים. קולטנים בדרך-כלל סימון מבית-הספר לרפואה של האוניברסיטה העברית הראו )האמהי העותקים משני אחד רק מבטא תא שכל )1994(כי במהלך ההתמיינות זה ברור, והאבהי( של הקולטן. מכל של תא החוש נבחר רק אחד ממאות הקולטנים האפשריים הזה הקולטן את התא יבטא ואילך ומכאן אקראי, באופן בלבד. בגלל מספר התאים העצום, מבטיחה האקראיות שכל

הקולטנים יהיו מיוצגים באופן שווה באפיתל הריח. התופעה האקראית? הבחירה מתרחשת כיצד ואולם, הגנום של ה"תפירה" היא לנו המוכרת היחידה הדומה במהלך ההתמיינות של תאים יוצרי נוגדנים במערכת החיסון, בתא. שיתבטא הנוגדן סוג את אקראי באופן הקובעת מהגנום מורחקים האפשריים הגנים שאר כל הזה, במקרה ישנה של אותו תא. האם גם בתאי החוש של אפיתל הריח התארגנות מחדש של ה-DNA בגנום, הקובעת באופן בלתי זו הדברים, מטבע בתא? שיתבטא הקולטן זהות את הפיך

היתה אחת האפשרויות הסבירות ביותר, אלא שלא קל היה לבדוק אותה, שכן אין לנו עדיין דרך לבדוק את הגנום של

תא בודד. ריצ'רד נובל פרס זוכה השתמש הבעיה, את לפתור כדי בעל- נוצר השיבוט במהלך השיבוט. בטכנולוגיית אקסל חיים שהגנום שלו זהה לחלוטין לגנום של תא המוצא שממנו אפיתל של בוגר מתא עכבר שיבט אקסל השיבוט. נעשה הריח, ולכן הגנום של אותו עכבר היה זהה לחלוטין לזה של לו באמת היה הגנום של תא תא החוש שממנו הוא שובט. החוש שממנו שובט העכבר משתנה במהלך ההתמיינות שלו באופן בלתי הפיך, כך שרק קולטן אחד יכול להתבטא, אזי כל תאי החוש באפיתל הריח של העכבר המשובט היו צריכים המשובט שהעכבר התברר, בפועל בלבד. זה קולטן לבטא מבטא את כל מגוון הקולטנים המתבטאים בעכבר רגיל, ולכן השערת השינוי הבלתי הפיך בגנום ירדה מעל הפרק כהסבר

לבחירת הקולטן של תאי החוש במערכת הריח. המנגנון את לגלות אקסל הצליח )2006( לאחרונה שחיפש: הוא מצא אזור ייחודי בגנום, בכרומוזום מספר 14 של העכבר, שקישור פיזי בינו לבין הגן של קולטן הריח )ככל הקולטן. של לביטויו הכרחי חלבונים( של בתיווך הנראה מאחר שמדובר ברצף DNA המצוי בעותק פעיל אחד בלבד בתא, הרי כל הגנים של קולטני הריח "מתחרים" על הקישור אליו, להיקשר שמצליח ה"מנצח", והקולטן הזה, לאזור "זוכה" להתבטא לבדו בתא. המנגנון הזה הוא היחיד מסוגו הידוע לנו, אולם ייתכן כי כעת, לאחר שנחשף במערכת הריח,

יימצאו מנגנונים דומים גם במערכות אחרות בגוף.

המפה החושית של הריח אם אכן כל ריח מקודד על-ידי צירוף ייחודי של קולטנים הזה המידע ממופה כיצד השאלה: נשאלת אותו, המזהים ננסה להבהיר את עומק הבעיה במערכת במוח? גם הפעם, העקרונות אחד אחרות. למערכות השוואה על-ידי הריח של רב במספר עיבוד הוא חושי מידע עיבוד של הכלליים בשלבים בדרך-כלל, "קווים". או מקבילים, מידע מסלולי בכל והמידע אנליטי הוא העיבוד המערכת, של הראשונים קו מטופל בנפרד, בעוד שברמות גבוהות יותר העיבוד הולך ונעשה אינטגרטיבי יותר ויותר, עד שמתקבלת תפישה שלמה

של הגירוי החושי. השונים הקווים והמישוש, השמיעה הראייה, במערכות

גליליאו

נייו

2007

057

השונים. החוש תאי מיקום לפי ובראשונה בראש מוגדרים הרשתית על הנופלת התמונה לדוגמה, הראייה, במערכת של החוש תאי על-ידי מבוזרת בצורה ומעובדת מפורקת הרשתית, כך שכל אחד מהם הוא נקודת המוצא של קו מידע במערכות ברשתית. החוש תא מיקום לפי המוגדר שונה, היחסים על השומרת במוח, מרחבית חושית מפה הללו, ההגדרות את גם משמרת השונים, הקווים בין המרחביים בהתאם אינטגרציה ומאפשרת המידע קווי של המקוריות למיקום תאי החוש, כך שניתן לייצג במוח באופן הולם את

הגירוי החושי. שבאותו החוש תאי מיקום זאת, לעומת הריח, במערכת הנחיר אינו מספק כמעט שום מידע, שכן הם פזורים באופן יכולה אינה הקווים הגדרת כלומר, הריח. באפיתל אקראי את באמת שמגדיר מה החוש. תאי במיקום תלויה להיות קווי המידע במערכת הריח הוא הקולטן שאותו הם מבטאים, כלומר "תמונת" הריח מתחלקת על פני מאות קווים שונים, כשנקודת המוצא של כל אחד מהם היא קולטן שונה. במילים מרחבית אינה הריח במערכת המידע קווי הגדרת אחרות, אלא מולקולרית. מכאן נגזרת בעיית המיפוי החושי במערכת הריח: בעוד שבמערכות אחרות, "בסך הכל" צריך לייצג במוח על לשמור כלומר החוש, תאי של זו קיימת, מרחבית מפה היחסים המרחביים הקיימים כבר בין הקווים השונים, הרי שבמערכת הריח יש ליצור במוח מפה מרחבית חדשה לגמרי, שתהיה מבוססת על ההגדרות המולקולריות של קווי המידע

השונים. כיצד נעשה הדבר?

בולבוס הריח את שהבהיר קריטי ניסוי אקסל ריצ'רד ביצע כאן גם התמונה, אך כדי להסביר את תוצאות הניסוי יש לציין כמה הוא הריח בולבוס הריח. בולבוס של המבנה לגבי עובדות התחנה הראשונה במוח המעבדת את המידע הנשלח מתאי החוש של אפיתל הריח )ראו איור למעלה(. המאפיין הבולט ייחודיים מבנים של שכבה הוא הריח בולבוס של ביותר הוא הגלומרולוס ביחיד(. )גלומרולוס גלומרולים הקרויים מפגש נקודת המהווה עצביות, שלוחות של כדורי סבך )סינפסה( בין האקסונים של תאי החוש, המגיעים מאפיתל הריח ומספקים את הקלט של בולבוס הריח, לבין השלוחות הריח בולבוס של העיקריים העצב תאי של הדנדריטיות 7

7

גליליאו

נייו

2007

058

מערכת הריח

אלפי כמה יש כזה גלומרולוס בכל המיטרליים. התאים —הגלומרולים דנדריטיות. שלוחות וכחמישים אקסונים וכל שונים, מסוגים תאים של ב"עטיפה" מזה זה מופרדים בולבוס ריח מוקף בשכבה של כאלפיים גלומרולים. כל אחד

מהגלומרולים הוא יחידה נפרדת של עיבוד מידע. )ראו גנטית הנדסה של בשיטות הראו ותלמידיו אקסל

איור מימין(, כי כל התאים המבטאים אותו הקולטן באפיתל אחד לגלומרולוס שלהם האקסונים את שולחים הריח בבולבוס הריח, וכך נוצרת מפה מרחבית שבה מיוצג כל קולטן על המידע כיצד הבהיר זה ניסוי בלבד. אחד בגלומרולוס ההרכב המולקולרי של הריח ממופה בבולבוס הריח. מאחר שכל גלומרולוס מקבל מידע מכל התאים המבטאים קולטן קולטנים של הייחודי הצירוף הרי מהם, ורק ואך מסוים, שמפעיל חומר ריח כלשהו הופך בבולבוס הריח לצירוף ייחודי עצבית. חשמלית פעילות מתרחשת שבהם גלומרולים של הריח בבולבוס הגלומרולרית השכבה את להשוות ניתן למערך דו-ממדי של אלף נוריות. כל ריח ידליק צירוף ייחודי של נוריות, ומי שמסתכל על מערך זה כשהוא מצויד בקטלוג המתאים יכול, תיאורטית, לומר: הצירוף הזה מתאים לריח של וניל, ולעומת זאת צירוף אחר מתאים דווקא לשוקולד. במילים אחרות, יש כאן מפה חושית שבה הממד המולקולרי המרחבי לממד )טרנספורמציה( המרה עבר הקולטנים של להכוונת האקסונים של הגלומרולים. המנגנון האחראי של מסתורין בגדר עדיין הוא השונים לגלומרולים החוש תאי

לחוקרי המוח.

התמרת אנרגיה סביבתית לאות עצבי תאי על-ידי הסביבתית האנרגיה להתמרת כעת נשוב ה"ריסונים" פני על המתרחשת הריח, מערכת של החוש מתחילה ההתמרה האף. חלל אל החוש תאי ששולחים שבעמוד באיור 1( לקולטן הריח מולקולת של בקישור הבא(. כאמור, הקולטנים הללו אינם סלקטיביים ביותר, ועל למולקולות יחסית נמוכה )affinity( זיקה להם יש רוב פי לזמן יהיה לקולטן הריח מולקולת של הקישור ולכן הריח,

קצר יחסית )אלפית השנייה(. הללו, לתאים ייחודי G לחלבון נקשר המופעל הקולטן הנקרא Golf, ומפעיל אותו )2(. חלבון ה-G מפעיל את האנזים cAMP המשני השליח את המייצר ,)3( ציקלאז אדנילאט )4(. השליח המשני נקשר לתעלה יונית מסוג CNG )5(, וזו מאפשרת כניסה של יוני סידן אל תוך התא, מה שמעלה את

ריכוז הסידן בתא )6(. עד כאן מדובר בסכמה די רגילה של התמרה בתאי חוש. אך כאן נכנס לפעולה רכיב נוסף, ייחודי למערכת הריח. בגלל

חירהסובלוב

חירהלתיפא

ףאהתמדק

חומ

םילורמולגתבכש

סולורמולג

ילרטימאת

סולורמולג

א ב

דג

א ב

דג

המבנה הגלומרולרי של בולבוס הריח: א. חתך רוחבי בשני בולבוסי הריח של

עכבר, צבוע באופן המדגיש גופי תא. שכבת הגלומרולים העוטפת את בולבוס

הריח נראית בבירור בסגול בהיר. שני גלומרולים מקבילים, אחד בכל בולבוס,

המקבלים מידע מאותו הקולטן )P2(, מסומנים בכחול כהה.

ב. חתך אורכי של קדמת הגולגולת של עכבר מהונדס גנטית, כך שכל התאים

המבטאים קולטן מסוג P2 מסומנים בכחול כהה. משמאל ניתן לראות את תאי

החוש הפזורים אקראית באפיתל הריח, ומימין ניתן לראות כיצד האקסונים של

אותם תאי חוש מתכנסים יחדיו בכניסה לבולבוס הריח ומעצבבים גלומרולוס

בודד )אותו גלומרולוס שנראה מסומן בחתך הרוחבי א'(. גבולות אפיתל הריח

מסומנים בקו אדום, וגבולות בולבוס הריח בקו ירוק.

ג. פרוסה של בולבוס הריח בהגדלה גדולה. הגלומרולים צבועים בכחול, ותאי

העצב המקיפים אותם — בירוק. תא מיטרלי אחד צבוע באדום וניתן לראות

את השלוחה הדנדריטית שלו חודרת לגלומרולוס, שם היא מקבלת מידע דרך

סינפסות שנוצרות עם האקסונים של תאי החוש.

ד. הגלומרולים בהגדלה גדולה יותר. גם כאן תאי העצב המקיפים אותם צבועים

בירוק, אחד מתוכם צבוע באדום

גליליאו

נייו

2007

059

זמן הקישור הקצר של מולקולת הריח לקולטן, לא די בזרם ליצור הסידן לתוך התא שנגרם על-ידי הקישור הרגעי כדי שינוי משמעותי מספיק של מתח קרום התא, שיבטיח הופעת הגברה, עוד שלב של לכן נחוץ עצביים בתא החוש. אותות המייחד את תאי החוש של הריח, מפני שהוא מערב מנגנון המוליכות הגברת תאי-עצב: של לעירור לא-שגרתי מאוד ליוני כלור על-ידי יוני הסידן שחדרו לתא )7(. במצב מנוחה, תאי החוש של אפיתל הריח שואבים יוני כלור משכבת הריר המצפה את האפיתל לתוך התאים, ולכן יש בהם ריכוז גבוה יחסית של יוני כלור, לעומת ריכוז נמוך יחסית בשכבת הריר. השליליים הכלור יוני לכלור, המוליכות מהגברת כתוצאה משתנה מכך וכתוצאה גדולות, בכמויות מהתא יוצאים מתח קרום התא בכיוון שלילי פחות מאשר במצב המנוחה,

ונוצרים )8( )דפולריזציה( תת-קיטוב מופיע — כלומר אותות עצביים בתא החוש )9(, שהוא כאמור תא עצב לכל של האקסון לאורך מתקדמים אלה עצביים אותות דבר. במוח המידע עיבוד של הראשונה התחנה אל החוש תא

— בולבוס הריח.

הארגון הגנומי של קולטני הריח האם ישנו קשר בין מספר הקולטנים לריח במערכת הריח של בעל-חיים מסוים, לבין חדות חוש הריח שלו? ייתכן, אבל בגנום מאורגנים הריח קולטני של הגנים רוב בהכרח. לא עם הפסקות ברצף גנים לפעמים עשרות גדולות, בקבוצות קצרות, שאינן מכילות גנים פעילים אחרים, ביניהם. קבוצות אלו פזורות על פני הגנום, וישנם רק שני כרומוזומים אנושיים

התמרת האנרגיה הסביבתית למידע

עצבי בתאי החוש של מערכת הריח

7

7

גליליאו

נייו

2007

060

מערכת הריח

)20 ו-Y( שאינם מכילים קולטנים לריח. ניתן לומר, שבגנום של היונקים ישנם אזורים נרחבים רבים המוקדשים לקולטני הריח, ויש המכנים את אוסף האזורים הללו בשם "הגנום של DNA-ה שעובר השינויים ואופי קצב כי לזכור יש הריח". במהלך האבולוציה אינם אחידים בכל הגנום. ישנם אזורים השינוי קצב שבהם אזורים וישנם משתנים, אינם שכמעט

גבוה מאוד. בין מאוד, גבוה שינוי בקצב מאופיין הריח של הגנום הגבוהים ביותר המוכרים לנו. התוצאה היא שמבנה קולטני הריח משתנה במהירות יחסית. השינויים הללו נעשים בכמה

מנגנונים: 1. מוטציות נקודתיות בגוף הגן, היכולות לשתק את הגן, של הקישור אופי את לשנות או ללא-פעיל, להפכו כלומר

הקולטן למולקולות הריח. 2. הכפלה של כל הגן, היוצרת בתחילה עותק נוסף שלו אך

בהמשך, עם צבירת מוטציות נקודתיות, נוצר בעצם קולטן חדש.

3. הכפלה של אזור שלם המכיל גנים אחדים, עם פוטנציאל צבירת לאחר חדשים קולטנים של שלמה קבוצה ליצירת

מוטציות נקודתיות. קולטנים קבוצת של כלומר שלם, אזור של איבוד .4

שלמה. כל סוגי השינויים הללו מתרחשים בגנום של הריח בקצב גבוה מהממוצע. התוצאה היא שהגנום של הריח שונה מאוד מתקשים שהחוקרים כך כדי עד לאחר, אחד מבעל-חיים לדוגמה, שונים. בבעלי-חיים מקבילים גנים לזהות מאוד הוא בחולדה הריח קולטני של הפעילים הגנים מספר 25% של הבדל כלומר בעכבר, כ-1,100 לעומת כ-1,400, ההסברים אחד אבולוציונית. קרובים בעלי-חיים שני בין לתופעה זו הוא, שקצב השינויים הגבוה יוצר גמישות רבה של

מערכת הריח

גליליאו

נייו

2007

061

יעילה לסביבה המשתנה לו הסתגלות ומאפשר חוש הריח, במהירות.

ריח לקולטני גנים של הכולל המספר בבני-אדם? ומה רוב אולם שבעכבר, מזה בהרבה קטן אינו האנושי בגנום הגנים הללו עברו מוטציות שגרמו להם להיות לא-פעילים. בממוצע, יש לבני-אדם רק כ-350 גנים פעילים המקודדים הקולטנים ממספר כרבע רק כלומר ריח, קולטני יצירת הקולטנים איבוד של הזה התהליך בחולדה. הפעילים ויצמן ממכון לנצט דורון פרופ' בקופים. כבר התחיל לריח ותלמידיו מצאו התאמה גבוהה מאוד בין התפתחות ראיית ירידה לבין בקופים )טריכרומטית( תלת-צבעית צבעים מקולטני כשליש לעומת הפעילים. הריח קולטני במספר צבעים ראיית שפיתחו הישן, העולם קופי שאיבדו הריח תלת-צבעית, פחות מחמישית מקולטני הריח אינם פעילים בקופים חסרי ראיית צבעים תלת-צבעית, לדוגמה קופיפים

או קופי העולם החדש. ואולם, הממצא המרעיש ביותר הוא, תלת- צבעים ראיית שרכש החדש העולם מקופי שהיחיד צבעית, הקוף השאגן, הוא גם היחיד מתוכם שאיבד כשליש מקולטני הריח הפעילים, בדומה לקופי העולם הישן. ממצא התלת- הצבעים ראיית שבין הקשר את מאוד מחזק זה

צבעית לבין הירידה במספר קולטני הריח הפעילים. אך מעבר לממצאים אלה, מספר הקולטנים הלא-פעילים בבני-אדם הוא הגדול ביותר בקרב היונקים — כמעט 60%, לעומת 35% בשאר הפרימטים. כלומר, קצב איבוד הקולטנים לריח היה גבוה ביותר במעבר האבולוציוני לאדם. המסקנה המתבקשת היא, שככל שבעל-החיים מסתמך פחות על חוש הריח, ואין מחלוקת שפרימטים ובני-אדם מסתמכים בעיקר על חוש הראייה המשוכלל שלהם, יתגלה בו איבוד משמעותי נידונו כבר לכך אפשריות סיבות הריח. קולטני של יותר )שלמה על החושים 7בהרחבה במאמר הפתיחה של הסדרה

7

גליליאו

נייו

2007

062

מערכת הריח

וגנר, "חושים — השערים אל התודעה", "גליליאו" 95(. ואולם, האם פירוש הדבר שיכולת ההרחה שלו תיפגם? לכאורה כן. ברור למדי שחדות חוש הריח נפגעת מירידה במספר קולטני הריח, ואכן, הנחת המוצא המקובלת היום בקהילה המדעית היא שחישת הריח באדם ירודה ביחס לזו של שאר היונקים, מה שמתבטא לא רק במספר הקולטנים לריח אלא גם בגודל היחסי הקטן הן של האף עצמו והן של בולבוס הריח באדם. לפיכך, התעוררה הפתעה גדולה בעקבות סדרת מאמרים של פרופ' מתיאס לאסקה )Laska( בשנים 2005-1997, שהראו נמוכים, בריכוזים אפילו בריח לחוש יכולים בני-אדם כי יונקים אחרים. במבחני הדומים לריכוזים שעליהם מגיבים הרחה מסוימים, בני-אדם מפגינים חוש ריח רגיש אף יותר שלה(. הפעילים הקולטנים 1,400 כל )עם חולדה משל האחרונות בשנים טוענים ואחרים אלו מחקרים בעקבות כמה מדענים, כי חוש הריח האנושי אינו מחודד פחות מזה של יונקים אחרים. לטענתם, ישנם במערכת הריח האנושית גדול קולטנים במספר הצורך את שייתרו שכלולים כמה כל-כך, ואפשרו ניוון של חלק מקולטני הריח בגנום האנושי. המרכזי שבשכלולים אלו הוא כנראה כוח החישוב המשופר כמות אותה להפיק המאפשר האנושית, המוח קליפת של

מידע על הסביבה תוך שימוש בפחות קולטנים. פגמה לא הפעילים הקולטנים במספר הירידה אם גם השפעה לה יש האנושי, הריח חוש של הכללית בחדות תתרנות הנקראת אחרת, מעניינת תופעה על מכרעת אדם שבו במצב מדובר .)specific anosmia( ייחודית מסוים, לריח בולט רגישות חוסר מגלים בעל-חיים או רווחת זו תופעה הריחות. לשאר נורמלית רגישות לעומת "סיינטיפיק המגזין ערך 1986 בשנת בבני-אדם. מאוד אמריקן" ניסוי רחב-היקף בין קוראיו, ובדק את הרגישות ל-30% כי נמצא זה בניסוי שונים. ריחות לשישה שלהם מהאוכלוסייה יש רגישות נמוכה )כלומר תתרנות ייחודית( לאנדרוסטנון — סטרואיד המופרש בזיעה של גברים בריכוז ייחודית תתרנות נשים. של בזיעה מאשר בהרבה גבוה

מוכרת גם ביחס לחומרים אחרים.מוסבר הייחודית התתרנות תופעת של הגנטי הבסיס הריח, של התצריפי הקוד תיאוריית לפי יחסית בקלות לכמה כאמור, נקשר, ריח חומר כל למעלה. שהזכרנו

אחד כל שלו. המולקולרי למבנה בהתאם שונים, קולטנים על מגיב כלומר לחומר, שונה רגישות מגלה מהקולטנים ריכוזים שונים שלו, בהתאם לעוצמת הקישור ביניהם. ברור, גדול או ריכוז שהוא שווה על כן, שמערכת הריח תגיב אם מהריכוז שאליו מגיב הקולטן הרגיש ביותר. במילים אחרות, הקולטן הרגיש ביותר לחומר מסוים יקבע את סף הרגישות של המערכת לאותו החומר. אם הקולטן הספציפי הזה יהפוך, של הרגישות תרד ללא-פעיל, אחרת, או זו מוטציה עקב המערכת מדרגה אחת, עד לרגישות של הקולטן הבא הקושר יותר, גדול הקולטנים שמגוון שככל גם ברור החומר. את המסוים, לחומר המגיבים קולטנים יותר במערכת יהיו כך וממילא המרחק בין הרגישויות של הקולטנים השונים יהיה קטן יותר. כלומר, גם אם הקולטן הרגיש ביותר לא יתפקד, החומר, את שיקשור פחות, קצת רגיש אחר, קולטן יימצא

ולכן רגישותה של המערכת תרד אך במקצת. במערכת הריח האנושית, לעומת זאת, שבה רק כשליש הקולטנים מספר פעילים, מהקולטנים לעכבר( )ביחס הקושרים חומר מסוים קטן יחסית, ובהתאם לכך, יכולים להיות הבדלים גדולים ברגישויות הקולטנים המגיבים על אינו ביותר הרגיש הקולטן כאשר לפיכך, החומר. אותו הרבה רגישים יהיו האחרים שהקולטנים ייתכן מתפקד, פחות, וממילא תיווצר ירידה משמעותית ביותר ברגישות תתרנות כלומר המסוים, הריח לחומר הריח מערכת של

ייחודית.אחת התופעות המעניינות הקשורות לתתרנות הייחודית הדבר אימון. באמצעות עליה להתגבר האפשרות היא המדען על-ידי השמונים שנות בסוף במקרה התגלה האמריקני צ'רלס ויסוצקי )Wysocki(, שחקר את התתרנות תתרן עצמו שהוא ידע ויסוצקי לאנדרוסטנון. הייחודית ייחודי לאנדרוסטנון, ולכן הופתע לגלות כי במהלך המחקר יותר, מאוחר שערך בניסויים החומר. את להריח החל התברר לו כי כמחצית מהתתרנים הייחודיים לאנדרוסטנון שבועות לאחר רגילה ברגישות אותו להריח מסוגלים אימון שבעזרת מכאן, לריח. יומיומית חשיפה של אחדים לתופעה גנטי. שמקורה חושית בעיה על להתגבר אפשר כזו קוראים החוקרים פלסטיות חושית. עדיין לא ברור אם שקורים כאלו כלומר פריפרליים, בשינויים התופעה מקור

גליליאו

נייו

2007

063

ספרות מומלצת1. המאמר המדווח על מציאת קולטני הריח:

L. Buck and R. Axel, A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odorrecognition. Cell. 1991 65(1):175-187.

2. המאמר המראה את שיטת המיפוי של קולטני הריח במוח: P. Mombaerts, F. Wang, C. Dulac, S. K. Chao, A. Nemes, M. Mendelsohn, J. Edmondson and R. Axel, A novelmultigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition. Cell. 1996 87(4):675-686.3. המאמר המדווח על שיבוט עכבר מתא חוש של אפיתל הריח:

K. Eggan, K. Baldwin, M. Tackett, J. Osborne, J. Gogos, A. Chess, R. Axel and R. Jaenisch , Mice cloned fromolfactory sensory neurons. Nature. 2004 428(6978):44-49.4. המאמר המדווח על המנגנון התאי של בחירת קולטן הריח:

S. Lomvardas, G.Barnea, D. J. Pisapia, M. Mendelsohn, J. Kirkland and R. Axel, Interchromosomal interactionsand olfactory receptor choice. Cell. 2006 126(2):403-413.

שלמה וגנר הוא בעל תואר דוקטור מהמחלקה לנוירוביולוגיה של האוניברסיטה העברית על מחקרו שעסק בשעון הביולוגי

במוח היונק. ערך מחקר באוניברסיטת הרווארד בארצות-הברית על המערכת העצבית לחישת פרומונים ביונקים, וכיום

הוא מרצה לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה.

באפיתל הריח עצמו, כגון עלייה בביטוי קולטנים הקושרים אנדרוסטנון; או בשינויים במערכת העצבים המרכזית, כגון או על החומר; ריכוז קשב במסלולים שמועבר בהם מידע

שמא השינויים הם בשתי הרמות.תופעה מעניינת נוספת בהקשר זה היא ההבדלים הגדולים האדם. באוכלוסיית לקולטנים הפעילים הגנים צירופי בין פרופ' לנצט ותלמידיו בדקו גנים לקולטני ריח שהפכו לא-פעילים עקב מוטציה נקודתית אחת, אירוע שקרוב לוודאי שלא ייתכן ולכן אבולוציונית, מבחינה מזמן לא אירע הנוכחות את כשבדקו האוכלוסייה. בכלל עדיין התקבע של עותקים פעילים ועותקים לא-פעילים של 51 גנים כאלו צירופים 178 מצאו האמריקנית, האוכלוסייה של במדגם שונים של גנים פעילים ולא-פעילים ב-189 נבדקים, כלומר, כמעט לכל נבדק היה צירוף גנטי שונה של קולטנים פעילים ולא-פעילים. המשמעות של הממצא הזה היא, שלכל אחד מה הגנטית, ברמה במקצת שונה ריח מערכת מאיתנו שקרוב לוודאי יוצר הבדלים בין-אישיים בחוש הריח שלנו.

במילים אחרות, ישנו בסיס גנטי מובהק לאמירה "על טעם ועל ריח אין להתווכח".

מערכת הריח היא המורכבת ביותר בין החושים הכימיים, בין השאר מפני שהיא אמורה לפענח את המגוון העשיר של שימוש תוך זאת עושה היא בסביבה. נדיפות מולקולות במספר קולטנים גדול בהרבה )כמה סדרי גודל( מכל מערכת חוש אחרת, ובכך הופכת להיות הצרכנית הראשית מביניהן להיות הריח למערכת גורמת זו עובדה גנומי". "שטח של ולפיכך בגנום, שינויים של מהדינמיקה ביותר המושפעת מאשר יותר אינדיווידואלית והן יותר אדפטיבית הן היא

שאר מערכות החושים. ■