Саранча использует неклассический молекулярный путь для обработки запахов и феромонов
Исследование под руководством профессора Кан Ле из Института зоологии Китайской академии наук (CAS) показало, что саранча полностью обходит классический путь передачи сигнала через G-белок–сопряжённые рецепторы (GPCR), характерный для обоняния млекопитающих. Вместо этого насекомые полагаются на инозитол-1,4,5-трифосфат (IP3) в качестве ключевого вторичного посредника в процессе трансдукции обонятельного сигнала.
Результаты, опубликованные в Science Advances 10 сентября, описывают полный путь от обнаружения запаха до поведенческого ответа у саранчи.
Механизм передачи сигнала
В качестве модели использовался феромон 4-виниланизол (4VA). Учёные обнаружили, что сигнал начинается, когда два белка, связывающие пахучие вещества, OBP10 и OBP13, захватывают феромон 4VA и доставляют его к обонятельному рецептору OR35 вместе с ко-рецептором Orco.
Вместо активации GPCR, комплекс рецепторов OR35–Orco взаимодействует с липид-связывающим белком Clvs2, который способствует накоплению липидов PIP2 в клеточных мембранах. Это запускает продукцию IP3.
Универсальный посредник
IP3 генерирует электрические сигналы в антенне (усике), которые усиливаются в антеннальной доле мозга ферментом PLCe1. Эта каскадная реакция в конечном итоге управляет поведенческим ответом саранчи.
Важно, что путь с участием IP3 не ограничен восприятием одного феромона. Тесты с растительными летучими веществами, феромонами тревоги и половыми феромонами выявили тот же механизм, что указывает на универсальную роль IP3 как вторичного посредника в обонянии саранчи.
Значение открытия
Полученные данные устанавливают молекулярную цепь: OBPs → OR35/Orco → Clvs2 → PLCe1 → IP3. Это открытие меняет научное представление о том, как насекомые обрабатывают химические сигналы, и может лечь в основу новых экологичных стратегий контроля популяций саранчи.