Учёные обнаружили у комаров уникальные детекторы вкуса крови

Кровь человека — любимое "блюдо" для самок комаров. Их так привлекает её вкус, что они не могут не кусать, распространяя в процессе болезни, которые уносят 500 000 жизней в год.

Однако учёные не были уверены, как насекомые вообще ощущают сложный вкус крови и как понимают, что именно её нужно поглощать. Ничто другое, даже сладкий нектар, не заставляет их качать хоботок так яростно, как при "ужине" из наших вен. "Когда самка комара прокалывает кожу, она сосёт так сильно, что капилляры иногда схлопываются. Это поведение она приберегает специально для крови", — говорит нейробиолог Лесли Восшалл из Рокфеллеровского университета.

Теперь Восшалл и её коллеги обнаружили, что включает этот мощный "насос". В исследовании, опубликованном в Neuron, команда описывает уникальную группу нейронов в стилете (хоботке) самки комара, которые не реагируют на простые вкусы вроде сладкого или солёного. Вместо этого они активируются только тогда, когда сахар, соль и другие компоненты крови присутствуют одновременно.

"Эти нейроны нарушают правила традиционного кодирования вкуса, которые считались консервативными от мух до человека", — говорит Вероника Хове, аспирант из лаборатории Восшалл, руководившая исследованием. "Мы знали, что стилет самки уникален, но никто никогда не спрашивал, что "нравится" на вкус его нейронам".

Домашний рецепт крови

Восшалл, Хове и коллеги начали с совершенствования своего рецепта крови. Они использовали овечью кровь, которую комары жадно пили. Когда кровь заменили на растворы сахара и соли, комары потеряли интерес — даже в присутствии тепла и углекислого газа, двух сигналов, указывающих комарам на близость человека. Затем учёные предложили своим привередам смесь глюкозы, соли, бикарбоната натрия и аденозинтрифосфата (АТФ). Комары ели с аппетитом.

Чтобы понять, что особенного в комбинации этих четырёх ингредиентов, исследователи сначала проверили, как стилеты реагируют на каждый компонент по отдельности. "На стилете есть два аккуратных ряда сенсорных нейронов", — говорит Хове. "Мы доставляли крошечную микрофлюидную каплю на кончик стилета и записывали, какие нейроны реагируют".

Глюкоза, сахар, которого много и в нектаре, и в крови, не активировала нейроны стилета последовательно. Три других ингредиента, уникальных для крови, по отдельности активировали определённые группы нейронов. Но одна заметная группа нейронов не реагировала ни на один отдельный компонент; она активировалась только при доставке всего "кровяного рецепта" сразу — почти как если бы нельзя было почувствовать вкус кофе, молока или сахара по отдельности, но только когда всё смешано вместе.

Учёные называют эту группу интегрирующими нейронами, потому что они, по-видимому, объединяют сигналы от нескольких вкусовых компонентов, выступая в роли конечных арбитров в решении включить "насос" для крови, а не для нектара или воды.

Шприц, который чувствует вкус крови

Из сорока нейронов, выстилающих стилет комара, только половина, по-видимому, активируется кровью. Будущие исследования изучат функцию оставшихся нейронов, которые могут быть задействованы в обнаружении уникальных вкусов, появляющихся только тогда, когда стилет пронзает капилляр.

Результаты имеют далеко идущие последствия для фундаментальной науки. Исследование открывает путь к дальнейшему изучению новой формы обнаружения вкуса и даёт увлекательное представление о том, как специализированные виды, такие как комары, развивают уникальные стратегии питания. "Истинная красота этого исследования в том, как же это круто — найти шприц, который может чувствовать вкус крови?!" — говорит Восшалл.