Receptory węchowe to receptory wiążące cząsteczki zapachowe na powierzchni komórek węchowych – stanowią połowę największej i najbardziej zróżnicowanej rodziny receptorów w organizmie człowieka. Lepsze zrozumienie ich funkcjonowania pozwala na nowe odkrycia dotyczące szeregu ważnych procesów biologicznych człowieka. Naukowcy przyznają, że stworzenie trójwymiarowego obrazu stanowiło główny cel w dziedzinie badań nad zmysłem węchu. Kolejnym marzeniem jest mapowanie interakcji tysięcy cząsteczek zapachowych z setkami receptorów węchowych, aby chemicy mogli zaprojektować cząsteczkę i przewidzieć jej zapach. Jej opracowanie nie jest jednak możliwe bez wizualizacji prezentującej, w jaki sposób cząsteczki zapachowe reagują z odpowiadającymi im receptorami zapachu. Każdy z zapachów, które możemy wyczuć, składa się z mieszaniny różnych cząsteczek zapachowych, a każdy typ cząsteczki może zostać wykryty przez szereg receptorów, tworząc zagadkę dla mózgu, konieczną do rozwiązania za każdym razem, gdy nos poczuje woń czegoś dotąd nieznanego. Obserwacja, w jaki sposób receptor zapachowy wiąże środek zapachowy, wyjaśnia, jak działa ten proces na podstawowym poziomie.

Aby stworzyć trójwymiarowy obraz, laboratorium wykorzystało rodzaj obrazowania zwany mikroskopią krioelektronową (kryo-EM). Metoda ta pozwala naukowcom zobaczyć strukturę atomową i zbadać molekularne kształty białek. Zespoły badaczy poszukiwały receptora węchowego, który występuje w dużych ilościach zarówno w ciele, jak i nosie oraz który byłby w stanie wykrywać rozpuszczalne w wodzie substancje zapachowe, kierując się myślą, iż taki receptor będzie łatwiej wytworzyć sztucznie. Ostatecznie przedmiotem ich badań został receptor OR51E2, o udowodnionej zdolności do reagowania na propionian – cząsteczkę, która warunkuje ostry zapach szwajcarskiego sera. Wybrany receptor okazał się jednak niezwykle trudny do wytworzenia w warunkach laboratoryjnych. Eksperymenty kryo-EM wymagają bowiem miligrama białka do wytworzenia obrazów na poziomie atomowym, ale współautor badania, dr Christian Billesbøelle, opracował inne podejście z wykorzystaniem tylko 1/100 miligrama OR51E2, umieszczając migawkę receptora i nawaniacza w zasięgu ręki. Dzięki temu badacze mogli zaobserwować pierwszy przebłysk substancji zapachowej łączącej się z ludzkim receptorem zapachowym w momencie wykrycia zapachu. 

Zastosowanie migawki molekularnej wykazało, że ​​propionian ściśle przylega do receptora OR51E2 dzięki bardzo specyficznemu dopasowaniu między substancją zapachową a receptorem. Podczas gdy propionian przyczynia się do orzechowego aromatu szwajcarskiego sera, sam jego zapach jest znacznie mniej apetyczny. Naukowcy twierdzą, że receptor skupiony jest laserowo na próbie wyczucia propionianu i mógł ewoluować w taki sposób, aby stać się skutecznym narzędziem wykrywającym zepsute jedzenie. Sugerują także, iż receptory przyjemnych zapachów, takich jak mentol lub kminek, mogą z kolei wchodzić w luźniejsze interakcje z substancjami zapachowymi. Oprócz wykorzystywania dużej liczby receptorów jednocześnie inną charakterystyczną cechą zmysłu węchu jest zdolność do wykrywania nawet niewielkich ilości zapachów, które mogą pojawiać się i znikać w krótkim czasie. Aby zbadać, jak propionian aktywuje ten receptor i zrozumieć, w jaki sposób powoduje zmianę kształtu receptora na poziomie atomowym, badacze przeprowadzili symulacje komputerowe. Zmiany kształtu odgrywają bowiem kluczową rolę w sposobie, w jaki receptor zapachowy inicjuje proces sygnalizacji komórkowej prowadzący do wykrywania zapachów. Obecnie zespół opracowuje jeszcze bardziej zaawansowane techniki badania innych par receptorów węchowych, mające na celu zrozumienie procesów związanych z receptorami zaangażowanymi w raka prostaty i uwalnianie serotoniny w jelitach. Głównym celem badaczy jest także projektowanie nowych zapachów w oparciu o wiedzę, w jaki sposób kształt substancji chemicznej prowadzi do doznań percepcyjnych, podobnie jak chemicy farmaceutyczni projektują leki na podstawie kształtów atomowych białek powodujących choroby.