Biophysical mechanisms underlying olfactory receptor neuron dynamics.
Biophysical mechanisms underlying olfactory receptor neuron dynamics.
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DOI：
10.1038/nn.2725
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发表时间：
2011-02
影响因子：
25
通讯作者：
Wilson, Rachel I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nagel, Katherine I.;Wilson, Rachel I.
嗅觉受体神经元（ORN）的气味反应表现出复杂的动态。利用遗传学和药理学，我们证明果蝇 ORN 中的这些动态可以分为连续步骤，对应于转导和尖峰生成。这些步骤中的每一个都贡献了不同的动力。转导动力学很大程度上可以通过配体-受体相互作用的简单动力学模型以及减缓转导起始的自适应反馈机制来解释。尖峰动力学可以通过跨气味和细胞刻板化的微分线性滤波器来很好地描述。钠通道的基因敲低重塑了这个过滤器，这意味着它是由 ORN 内在电导的调节平衡产生的。复杂的反应可以理解为定型尖峰过滤器如何与气味和受体特异性转导动力学相互作用的结果。然而，在存在快速波动的自然刺激的情况下，尖峰只会增加编码的速度和灵敏度。
Odor responses of olfactory receptor neurons (ORNs) exhibit complex dynamics. Using genetics and pharmacology, we show that these dynamics in Drosophila ORNs can be separated into sequential steps, corresponding to transduction and spike generation. Each of these steps contributes distinct dynamics. Transduction dynamics can be largely explained by a simple kinetic model of ligand-receptor interactions, together with an adaptive feedback mechanism that slows transduction onset. Spiking dynamics are well-described by a differentiating linear filter that is stereotyped across odors and cells. Genetic knock-down of sodium channels reshapes this filter, implying that it arises from the regulated balance of intrinsic conductances in ORNs. Complex responses can be understood as a consequence of how the stereotyped spike filter interacts with odor- and receptor-specific transduction dynamics. However, in the presence of rapidly fluctuating natural stimuli, spiking simply increases the speed and sensitivity of encoding.
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