Структура белка Orco объясняет феноменальное разнообразие обоняния у насекомых

Насекомые, не имея обычных носов, адаптировали обоняние практически для любой экологической ниши. Это возможно благодаря уникальным обонятельным рецепторам — самому большому и разнообразному семейству специализированных каналов в природе. Ваннесса Рута и её коллеги представили структуру ключевого ко-рецептора Orco, что объясняет, как насекомые эволюционировали миллионы различных рецепторов.

Универсальный ключ к миллионам замков

Каждая обонятельная единица насекомого — это канал из двух белков:

• Специфичный одорантный рецептор, который активируется определённой молекулой запаха.
• Универсальный ко-рецептор Orco, который почти идентичен у всех видов насекомых.

«Вы можете взять Orco от одного насекомого, и он будет работать с одорантным рецептором любого другого насекомого», — объясняет Ваннесса Рута.

Структура, объясняющая эволюционную гибкость

Используя крио-электронную микроскопию, учёные впервые определили структуру Orco. Оказалось, что сам по себе Orco может формировать ионный канал уникального строения:

• Центральную пору окружают четыре слабо связанные субъединицы.
• Минимизация взаимодействий между субъединицами позволяет Orco собираться с огромным количеством различных одорантных рецепторов, разделяя с ними общий канал.

Эта особенность, вероятно, и стала ключом к эволюции: Orco обеспечивает стабильно работающий канал, в то время как слабо связанные субъединицы могут быстро диверсифицироваться и эволюционировать, создавая новые специфичные рецепторы.

Практическое применение

Понимание структуры Orco открывает новые возможности для борьбы с насекомыми-переносчиками болезней, например, комарами. «Это может стать отправной точкой для разработки репеллентов или "дезориентирующих" веществ, которые нарушают обонятельный код и не дают насекомым найти человека-хозяина», — говорит Рута.