Cell에 발표된 최근 연구에서는 감각 뉴런에 발현된 약 1,100개의 후각 수용체가 비강 내벽의 상피 조직에서 엄격하게 조절되는 공간 위치에 어떻게 배열되어 있는지를 밝혔습니다. 동시에 발표된 또 다른 연구에서는 후각 상피의 후각 수용체 발현과 뇌의 후각 망울과의 신경 연결에 대한 보완적인 지도가 작성되었습니다.
이것은 후각 수용체의 세계 최초의 공간 분포 지도입니다. 이번 성과는 30대 후각 인식을 완전히 뒤바꾸며 업계의 획기적인 돌파구로 불린다.
연구팀은 단일 세포 염기서열 분석과 공간 전사체학을 통해 수백 마리의 생쥐에서 약 500만 개의 뉴런을 분석해 비강 내 약 1,100개의 후각 수용체의 정확한 분포를 매핑하는 동시에 뇌의 후각 구근과의 신경 연결 패턴을 밝혀냈습니다.
이전에 학계에서는 일반적으로 후각 수용체가 비강 내에 무작위로 분포되어 있다고 믿었습니다. 그러나 새로운 지도는 각 수용체가 고정된 위치를 차지하고 수평 줄무늬 형태로 비강의 위에서 아래로 확장되어 있음을 확인시켜 줍니다. 서로 다른 스트라이프가 서로 교차하여 고도로 정렬된 토폴로지 구조를 형성합니다.
이번 연구는 또한 레티노산의 구배 분포가 수용체 위치 조절의 핵심 요소이며 발달 과정이 유전자에 의해 엄격하게 제어된다는 사실을 발견했습니다.
이 지도는 뇌의 후각 구근의 처리 모드와 일대일로 대응하며, 이는 비강과 뇌가 동일한 일련의 발달 논리를 따르고 시각, 청각, 촉각과 같은 후각 시스템이 명확한 공간 매핑 관계를 갖게 됨을 나타냅니다.
이번 발견은 전통적인 교과서 모델을 뒤집고 후각 상실의 줄기세포 복구 치료에 대한 핵심 이론적 기초를 제공합니다. 비강 전체를 덮는 줄기세포 이식만이 후각 기능을 완전히 회복할 수 있습니다.
현재 연구팀은 인체 조직 검증을 추진하고 냄새와 수용체 줄무늬 사이의 일치성을 확립하려고 노력하고 있습니다. 향후 질병진단, 지능형 센싱 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.