У самок комаров два набора обонятельных сенсоров лучше, чем один
Биологи, изучающие «нос» малярийного комара, обнаружили, что он содержит вторичный набор обонятельных сенсоров, которые, по-видимому, специально настроены на обнаружение человека. Это открытие может помочь в усилиях по выяснению того, как насекомые выбирают людей в качестве цели и развивают предпочтение к ним.
Мир самки комара в первую очередь определяется обонянием, а не зрением или слухом. Она следует за запахом углекислого газа, выдыхаемого животными, чтобы найти потенциальную жертву. Приближаясь к цели, она использует запахи тела животного, чтобы решить, является ли оно желаемым хозяином.
В течение последних 15 лет команда биологов из Университета Вандербильта изучала семейство из 79 обонятельных рецепторов (OR) у малярийного комара (Anopheles gambiae). Однако, определяя конкретные соединения, активирующие эти рецепторы, исследователи с удивлением обнаружили, что OR Anopheles не реагируют на многие человеческие запахи, которые, как известно, комары могут обнаруживать.
Учёные считают, что нашли причину этого несоответствия. В статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, они сообщают, что у малярийного комара есть вторая полная система обонятельных сенсоров — ионотропные рецепторы (IR), открытые пять лет назад у плодовой мушки (Drosophila melanogaster). Эта система специально настроена на обнаружение по крайней мере двух химических сигналов человеческого происхождения, которые система OR не может уловить. Взрослые самки используют эту вторую систему для поиска человека-хозяина.
«Это, по-видимому, более примитивная обонятельная система, которую Anopheles использует для обнаружения людей. Она заполняет важные пробелы в хемосенсорном восприятии комара, которые не обеспечиваются системой OR», — заявил профессор Лоуренс Цвибель, руководивший исследованием.
В ходе масштабных экспериментов, проведённых для дипломной работы, студент Стивен Л. Дерриберри и доцент-исследователь Джейсон Питтс функционально охарактеризовали три таких IR-сенсора у Anopheles. Исследователи установили, что уникальные комбинации IR реагируют на два класса соединений, содержащихся в человеческом поте:
- карбоновые кислоты, придающие уксусный оттенок,
- производные аммиака, называемые аминами.
О системе IR ещё многое неизвестно. Например, учёные предполагают, что комары могут также использовать это древнее семейство белков для обнаружения инфракрасного излучения и уровня влажности.
Одной из мер важности обонятельной системы является количество связей с мозгом. По этой мере система OR является наиболее важной, но система IR идёт на близком втором месте.
«Комары используют комбинацию тонко настроенных обонятельных систем для поиска добычи. Мы нашли две такие системы, но, основываясь на наших знаниях о геноме комара, мы думаем, что есть и другие, которые мы ещё не идентифицировали», — сказал Джейсон Питтс.
«Несмотря на все проведённые исследования, мы до сих пор не до конца поняли, как комары идентифицируют и, что ещё важнее, развивают предпочтение к людям», — отметил Лоуренс Цвибель.