У комаров есть нейронные предохранители, чтобы всегда чувствовать запах человека

Когда самки комаров ищут человека, чтобы укусить, они чувствуют уникальный коктейль запахов тела, который мы выделяем в воздух. Эти запахи стимулируют рецепторы в антеннах комаров. Учёные пытались удалять эти рецепторы, чтобы сделать человека необнаружимым для комаров.

Однако даже после удаления целого семейства обонятельных рецепторов из генома комара, насекомые всё равно находят способ укусить нас. Теперь группа исследователей, опубликовавшая статью в журнале Cell 18 августа, обнаружила, что у комаров эволюционировали избыточные предохранительные механизмы в обонятельной системе, которые гарантируют, что они всегда смогут чувствовать наши запахи.

"Комары нарушают все наши любимые правила о том, как животные чувствуют запахи", — говорит Марго Херре, учёный из Университета Рокфеллера и один из ведущих авторов статьи.

У большинства животных один обонятельный нейрон отвечает за обнаружение только одного типа запаха. "Если вы человек и теряете один обонятельный рецептор, все нейроны, экспрессирующие этот рецептор, теряют способность чувствовать этот запах", — говорит Лесли Восшалл из Медицинского института Говарда Хьюза, профессор Университета Рокфеллера и старший автор статьи. Но она и её коллеги обнаружили, что у комаров это не так.

"Нужно больше стараться, чтобы сломать комаров, потому что удаление одного рецептора не даёт эффекта", — говорит Восшалл. "Любые будущие попытки контролировать комаров с помощью репеллентов или чего-либо ещё должны учитывать, насколько нерушимо их влечение к нам".

"Этот проект начался неожиданно, когда мы изучали, как запах человека кодируется в мозге комара", — говорит Мэг Янгер, профессор Бостонского университета и один из ведущих авторов статьи.

Они обнаружили, что нейроны, стимулируемые человеческим запахом 1-октен-3-ола, также стимулируются аминами — другим типом химических веществ, которые комары используют для поиска людей. Это необычно, поскольку, согласно всем существующим правилам обоняния животных, нейроны кодируют запах с узкой специфичностью, что предполагает, что нейроны для 1-октен-3-ола не должны обнаруживать амины.

"Неожиданно оказалось, что нейроны для обнаружения человека через рецепторы 1-октен-3-ола и аминов не были отдельными популяциями", — говорит Янгер. Это может позволить всем запахам, связанным с человеком, активировать "часть мозга, обнаруживающую человека", даже если некоторые рецепторы утрачены, что действует как предохранительный механизм.

Команда также использовала секвенирование РНК единичных ядер, чтобы увидеть, какие другие рецепторы экспрессируют отдельные обонятельные нейроны комара. "Результат дал нам широкое представление о том, насколько распространена ко-экспрессия рецепторов у комаров", — говорит Оливия Голдман, ещё один ведущий автор статьи.

Восшалл считает, что у других насекомых может быть похожий механизм. Исследовательская группа Кристофера Поттера в Университете Джонса Хопкинса недавно сообщила, что у плодовых мушек наблюдается похожая ко-экспрессия рецепторов в их нейронах. "Это может быть общей стратегией для насекомых, которые сильно зависят от обоняния", — говорит Восшалл.

В будущем группа Мэг Янгер планирует выяснить функциональное значение ко-экспрессии различных типов обонятельных рецепторов.