《自然》：嗅一嗅基因组

　　

动物之间的相互互动会影响它们的行为，那么它们是如何鉴别同类的呢？一项研究指出鼻腔的感觉神经元中尿肽的细微结构差异，似乎是一个判定标准，这些多肽反映了遗传差异。

生物通报道：问问你身边的十个人，他们是如何寻找自己的伴侣的，也许你会得到十份不同的答案。不过也许他们都错了，一项最新的研究指出，嗅觉系统具有超乎想象的敏感性，能精确鉴别遗传上的相关性，这表明这种能力能为同类识别，伴侣选择，以及其它社会相互联系类型提供必要的信息。

许多方面的动物行为都需要了解另外一个个体遗传相关性的信息，比如说，在择偶过程中，一些检查家族关联性的方法能避免近亲交配。研究显示，许多感官都参与了这种识别行为，但是嗅觉的作用备受关注。

在我们的教科书上提及是通过挥发性化学物质吸引远程中的潜在配偶，但这些信息素没有涉及到关于个体的信息，信息可能来源之一就是动物基因组中相互不同的DNA序列，即使是亲缘关系密切的个体也存在DNA序列的差异。似乎动物能将这种遗传编码转换成嗅觉信息，但是对其中关键的机制，科学家们还并不清楚。

最新这项研究发现了两种蛋白：主要尿蛋白（MUPs）和一种称为主要组织相容性复合体(MHC)的蛋白扮演了重要的角色，MHC是存在于大部分脊椎动物基因组中的一个基因家族，与免疫系统密切相关，其中位于白血球上的MHC又被称为人类白血球抗原（human leukocyte antigen，HLA），是免疫系统区分本身和异体物质的基础。

研究人员发现MUPs中的结构差异能被嗅觉系统直接检测到，而MHC分子的结构多样性则是通过结合其上的配体，进行间接评估的。这些配体是细胞内和细胞外蛋白裂解后的短肽，其结构反映了MHC分子的结合特点，就像是锁和钥匙模式。因此研究人员认为，“MHC肽假说”解析了嗅觉检测的关键信息。

这种MHC基因决定了细胞的表面向免疫系统杀伤细胞呈现出何种MHC缩氨酸。这些MHC缩氨酸通常由机体自身的蛋白质所构成，所以不会引起任何反应，而如果是来自于病毒的MHC缩氨酸，则会被免疫系统的杀伤细胞所攻击。 通过小鼠实验，研究人员发现MHC缩氨酸能够在尿液中自然产生，而这些MHC缩氨酸能够让小白鼠识别出大多数其他同类的基因。（生物通：万纹）

原文摘要：

Sensory biology: A whiff of genome

The relatedness of animals influences their behaviour, but how do they detect their kin? It seems that nasal sensory neurons differentiate between minute structural differences in urinary peptides that reflect genetic variation.

Mouse urinary peptides provide a molecular basis for genotype discrimination by nasal sensory neurons

Selected groups of peptides, including those that are presented by major histocompatibility complex (MHC) proteins, have been proposed to transmit information to the olfactory system of vertebrates via their ability to stimulate chemosensory neurons. However, the lack of knowledge about such peptides in natural sources accessible for nasal recognition has been a major barrier for this hypothesis. Here we analyse urinary peptides from selected mouse strains with respect to genotype-related individual differences. We discover many abundant peptides with single amino-acid variations corresponding to genomic differences. The polymorphism of major urinary proteins is reflected by variations in prominent urinary peptides. We also demonstrate an MHC-dependent peptide (SIINFEKL) occurring at very low concentrations in mouse urine. Chemoreceptive neurons in the vomeronasal organ detect and discriminate single amino-acid variation peptides as well as SIINFEKL. Hence, urinary peptides represent a real-time sampling of the expressed genome available for chemosensory assessment by other individuals.