竞争结合模型预测嗅觉受体对复杂混合物的非线性响应
神经元与认知
2019-06-19 v4 生物物理
摘要
在颜色视觉中，混合光以产生目标颜色的定量规则已被充分理解。相比之下，混合气味分子以产生目标气味的规则仍难以捉摸。视觉中该问题的解决方案依赖于表征受体对不同波长光的响应，并随后将这些响应与感知相关联。在嗅觉中，由于可能性极多，实验测量受体对代表性复杂混合物集合的响应是难以处理的。为应对这一挑战，我们开发了一个生物物理模型，利用对单一气味分子的响应来预测哺乳动物受体对复杂混合物的响应。我们模型中主导的非线性是竞争结合（CB）：同一时刻只有一个气味分子能附着于受体结合位点。这一简单框架预测受体对多达十二种单分子气味混合物的响应，与实验观测偏差在15%以内，并提供了一种利用有限实验数据的有力方法。我们模型的简单扩展描述了协同、掩盖和抑制等现象。我们证明，此类相互作用的存在可通过偏离竞争结合模型的系统性偏差来识别。
引用
@article{arxiv.1805.00563,
title = {A competitive binding model predicts nonlinear responses of olfactory receptors to complex mixtures},
author = {Vijay Singh and Nicolle R. Murphy and Vijay Balasubramanian and Joel D. Mainland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00563},
year = {2019}
}