Исследование обоняния насекомых поможет в разработке репеллентов и скрининге лекарств

Исследователи из Сколтеха и их коллеги изучили ключевой элемент обонятельной системы насекомых, чтобы понять, как эти знания могут помочь как в борьбе с насекомыми, так и в их использовании. Работа опубликована в журнале Molecular Biology Reports.

Обоняние, или способность обнаруживать пахучие химические вещества, — одно из универсальных чувств, присущих всем живым организмам. Его важность для выживания варьируется, и чем она выше, тем сложнее эволюционируют структуры для получения информации о запахах. У насекомых обоняние определяет много полового и социального поведения, поэтому их хемосенсорный арсенал разнообразен: сотни генов кодируют обонятельные рецепторы, настроенные на специфические соединения (лиганды).

С одной стороны, взаимодействие с миром насекомых имеет большое экономическое значение (вредители, переносчики инфекций, опылители). С другой, огромное разнообразие их хеморецепторов может найти применение, например, в скрининге лекарств. Парадокс в том, что у нас до сих пор нет общей картины механизмов обоняния у насекомых.

Команда, включавшая профессора Сколтеха Константина Лукьянова и аспирантку Елену Соколинскую, изучила функционирование ко-рецептора Orco — фундаментального для обоняния насекомых — в клеточной линии HEK293. Поскольку Orco является высококонсервативной постоянной субъединицей любого рецептора семейства OR, это наиболее универсальная мишень для изучения регуляции обоняния.

Исследование показало, что функциональная «настройка» хеморецептора (его чувствительность, реактивность и, возможно, даже механизм передачи сигнала) кардинально зависит от идентичности его лиганд-связывающей субъединицы. Это означает, что семейство рецепторов OR очень разнообразно в своих молекулярных механизмах функционирования.

Эти выводы могут быть полезны при разработке репеллентов и скрининге лекарств. Однако, как отмечает Лукьянов, усилия исследований должны быть направлены на конкретные рецепторы конкретных видов насекомых, поскольку «вряд ли возможно руководствоваться только наблюдениями и выводами, сделанными на модели Drosophila».

В настоящее время также можно сказать, что хеморецепторы насекомых потенциально применимы в «млекопитающей» хемогенетике; сейчас тестируется более широкий спектр рецепторов в первичных культурах электро-возбудимых клеток.