二氧化碳(CO2)不仅在生物代谢过程中扮演着重要的角色，而且还可以作为一种生物信号分子被某些生物所检测。对人类而言，二氧化碳被认为是一种无臭无味的气体。心理物理学测试证明人类的嗅觉系统无法感受到低浓度的二氧化碳(空气中的浓度大约为0.038％)，但是高浓度的二氧化碳(＞10％)则可以激活三叉神经系统。而二氧化碳能否作为一种外在的信号分子被其他哺乳动物所检测仍然不清楚。我们通过结合细胞生物学，药理学和行为学的方法，证明了小鼠可以通过一特殊的嗅觉系统来检测空气中低浓度的二氧化碳。　　 我们发现，碳酸酐酶Ⅱ(CAⅡ)，一种催化二氧化碳和水生成碳酸氢根离子和氢离子平衡反应的酶，和D-型鸟苷酸环化酶D(GC-D)及磷酸二酯酶2A(PDE2A)共同表达在一类特殊的嗅觉神经元中。这类神经元投射到嗅球中大约20个嗅小球，形成项链嗅觉系统。对这些表达GC-D的神经元进行钙成像实验，发现二氧化碳可以特异性激活这些神经元。药理学实验证明，这个过程需要CAⅡ的酶活性和cGMP敏感的离子通道(CNG channel)的开放。通过对麻醉小鼠的嗅球进行在体电生理记录发现，二氧化碳可以引起一类神经元动作电位发放。用染料标记这些神经元发现，这类神经元基本位于项链嗅小球附近，有部分接受GC-D嗅神经元的直接输入。同时我们也在这些嗅小球附近记录到了受二氧化碳抑制的神经元。更有意思的是，这些神经元对信息素也有反应，说明这两类信号可以在嗅球中被整合。　　 行为学的实验证明，二氧化碳可以作为一种嗅觉信号被小鼠检测到。阈值测试的结果显示小鼠检测二氧化碳的阈值在0.066％，这与之前的钙成像和电生理数据相一致。结合药理学和分子遗传学发现，小鼠检测二氧化碳不通过主嗅上皮，需要CAⅡ的酶活性。T迷宫的实验表明，小鼠会回避二氧化碳，说明二氧化碳对小鼠而言是一种逃避的信号。