Как комары чувствуют запах человеческого пота (и новые способы их остановить)
Самки комаров используют комплекс сенсорной информации для поиска людей: углекислый газ, запах тела, тепло, влагу и визуальные сигналы. Исследователи, опубликовавшие работу в журнале Current Biology 28 марта, обнаружили, как комары улавливают кислые летучие вещества в человеческом поте.
Ключевую роль играет обонятельный корецептор Ir8a. Комары с нефункциональной версией гена Ir8a были гораздо менее привлечены к людям. Это открытие указывает на новые подходы к созданию улучшенных репеллентов.
"Устранение функции Ir8a снижает активность поиска хозяина примерно на 50%", — говорит старший автор Мэтью ДеДженнаро из Международного университета Флориды. — "Можно найти запахи, маскирующие путь IR8a, что повысит эффективность существующих репеллентов, таких как ДЭТА или пикаридин. Таким образом, наше открытие может помочь сделать людей "невидимыми" для комаров".
С другой стороны, путь Ir8a также можно использовать для создания новых аттрактантов, чтобы заманивать комаров в ловушки, подальше от людей.
Ход исследования
Исследование основано на более ранней работе ДеДженнаро в лаборатории Лесли Восшалл в Университете Рокфеллера, где изучали корецептор Orco. Хотя его нарушение затрудняло комарам различение людей и животных и снижало интерес к нектару и ДЭТА, привлекательность к позвоночным, включая людей, сохранялась. Это означало, что существуют другие, ещё не найденные рецепторы.
В новом исследовании ДеДженнаро и коллеги сосредоточились на другой группе рецепторов — ионотропных рецепторах, в частности на Ir8a, который экспрессируется в антеннах. С помощью системы генного редактирования CRISPR/Cas9 они нарушили ген Ir8a у комаров Aedes aegypti.
Результаты
- Комары-мутанты Ir8a не привлекались к молочной кислоте и не могли обнаруживать другие кислые компоненты человеческого запаха.
- В тестах с кормлением кровью через мембрану мутанты Ir8a показали сниженную реакцию на человеческий запах, но не на тепло или CO2.
- В других экспериментах мутанты также были менее чувствительны к людям и человеческому запаху, чем контрольная группа дикого типа.
Выводы также показывают важность генетического взаимодействия между различными рецепторами: CO2 повышает чувствительность комаров к человеческим запахам. Обнаружение кислых летучих веществ человека критически важно для охоты и питания насекомых.
"Фенотип Ir8a не модулировался углекислым газом, но требовал функционирования рецептора CO2, — объясняет ДеДженнаро. — Это говорит о том, что CO2 необходим для активации реакции IR8a на кислые летучие вещества в человеческом запахе, но недостаточен для восстановления мутантного фенотипа. Обнаружение запаха хозяина через IR8a — незаменимый компонент системы обнаружения хозяина у комара".
Цель и перспективы
Конечная цель исследователей — создать "спасительные духи", защищающие людей от укусов комаров.
"Передачу таких болезней, как лихорадка денге, жёлтая лихорадка, Зика и малярия, можно блокировать, если мы помешаем этим комарам кусать нас. Для поиска новых решений необходимо понимать молекулярную основу поведения комаров".
Теперь учёные планируют детально изучить путь IR8a, начать химический скрининг и использовать идентифицированные гены для поиска потенциально новых аттрактантов и репеллентов для комаров.