A szúnyog szagának megtámadása

A szúnyog szagának megtámadása
A szúnyog szagának megtámadása
Anonim

A szúnyog lehet a természet leghatékonyabb bioterrorista, amely évente több millió ember halálát okozza. Ám eonok hosszú rémuralmának vége közeleg. A tudósok elkezdték alkalmazni a genomika és a molekuláris biológia erejét annak megértésére, hogy a szúnyog hogyan érzékeli azokat a finom kémiai jeleket, amelyek a célpontjaihoz vezetik.

„A szúnyog a legveszélyesebb állat a bolygón. A szaglásra támaszkodik, hogy megtalálja vérlisztének forrását. Tehát a szaglórendszer molekuláris szintű működésének megértése új és újszerű módszereket javasolhat a katasztrofális betegségek terjedésének megakadályozására” – mondja Laurence J.Zwiebel, a Vanderbilt biológiai tudományok adjunktusa.

Az ő laboratóriuma az első, amely azonosította a fehérjéket kódoló géneket, az úgynevezett szagreceptorokat, amelyek a szúnyogok szaglórendszerének kulcsfontosságú részét képezik. Ezek a fehérjék a szagló neuronokon kívülre terjednek ki, és amikor szagok formájában érintkeznek bizonyos vegyi anyagokkal, elektrokémiai események sorozatát indítják el, amelyek a szaglást idézik elő.

A Proceedings of the National Academy of Sciences online változatának november 27-i számában Zwiebel és munkatársai a Vanderbiltről, az Illinoisi Egyetemről, az Urbana-Champaign-ről és a Yale Egyetemről négy gént izoláltak a Az Anopheles gambiae – egy elsősorban emberrel táplálkozó és maláriát terjesztő afrikai szúnyog – genomja, amely rendkívül hasonló a rovarok tudományos modelljeként szolgáló Drosophila gyümölcslégy szagreceptorait általában kódoló génekhez. A kutatók azt is megállapították, hogy ezek a gének csak a szúnyog antennáiban és állcsontjában fejeződnek ki, amelyek az orrhoz hasonló szerepet töltenek be.

Általános tévhit, hogy a szúnyogok a vérük íze alapján választják ki a zsákmányt. Valójában korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a szúnyogokat elsősorban a testszag és más kibocsátások, például szén-dioxid vonzzák. „Mindannyian vegyszerfelhőt állítunk elő, és a szúnyogok nagy távolságra nyomon követhetik az általunk hagyott szagnyomokat” – mondja Zwiebel. E kémiai jelek közül sokat a testünket borító baktériumok hozzák létre. Tanulmányok kimutatták, hogy kevesebb szúnyog támad meg egy embert zuhanyozás után. Ha a személy antibakteriális szappannal zuhanyoz, a szám még tovább csökken.

Az ember és a szúnyog közötti nagy evolúciós távolság ellenére molekuláris szinten mindkettő alapvetően ugyanazzal a kemoszenzoros rendszerrel van felszerelve. „Amióta az evolúció rájött, hogyan lehet érzékelni a különböző vegyi anyagokat, ugyanazok a molekuláris kapcsolók és gépezetek maradtak. Az Ön orrában és az én orromban lévő rendszer összefoglalja a rovarokban található rendszert” – mondja Zwiebel.

Az a ​​tény, hogy a szaglórendszer ennyire konzervált, segített a kutatóknak azonosítani az A. gambiae szagló receptor géneket. Négy lehetséges gént találtak a szúnyoggenom hat százalékának átvizsgálásával, amely akkoriban elérhető volt a Drosophilában található szagreceptor génekhez hasonló szekvenciák után. Miután azonosították a géneket, meg tudták állapítani, hogy mind a négy csak a szaglórendszer részét képező antennákban és állcsontban expresszálódik, más szövetekben nem.

A gyümölcslégyben mintegy 60 receptorgén vesz részt a szaglásban, így Zwiebel és munkatársai arra számítanak, hogy körülbelül ugyanennyit találnak majd a szúnyogban is. Ezen túlmenően a kutatóknak sikerült kimutatniuk, hogy az egyik újonnan azonosított szagreceptor összefüggésben áll a nőstény A. gambiae vértáplálási szokásaival. A szúnyogoknál csak a nőstények felelősek az emberek harapásáért és a betegségek terjesztéséért. A nősténynek vérre van szüksége a szaporodáshoz.Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az etetés után körülbelül 72 órával a nőstény szúnyogok nem reagálnak olyan erősen az emberi szagokra, mint általában.

A Vanderbilt csoport azt találta, hogy az egyik új receptor csak a női antennákban expresszálódik, és csökkent expressziós szintet mutat ebben az etetés utáni időszakban. A kutatók azt remélik, hogy az ilyen jellegű felfedezések végül olyan új és hatékony módszereket javasolnak, amelyek megakadályozzák, hogy a szúnyogok zsákmányul ejtsék az embereket, és amelyek kevésbé mérgezőek, mint a jelenleg általánosan használt rovarirtó és riasztó spray.

Például olyan vegyületet találhatnak, amely csökkenti a szúnyogok reakcióját az emberi szagokra. „Természetesen a cél az, hogy hatékony riasztószereket készítsenek. Széles körben szükség van egy jó szúnyogriasztóra” – mondja Zwiebel. Vannak más lehetséges megközelítések is. Ha sikerül találni egy erős szúnyogcsalogató szert, azzal egy erős rovarirtó szerrel megtöltött edénybe lehet őket csalogatni.

„A molekuláris biológia új nyilat kínál mind a csúcstechnológiás, mind az alacsony technológiai módszerek között, amelyeket az Egészségügyi Világszervezet és más csoportok használnak a csapás leküzdésére” – mondja Zwiebel.

A Vanderbilt Egyetem szabadalmat nyújtott be az újonnan felfedezett génekre, mert jelentős a kereskedelmi érdeklődés. Míg a maláriát nagyrészt felszámolták az ipari országokban, például az Egyesült Államokban, továbbra is jelentős az érdeklődés a szúnyogriasztó spray-k iránt, és a közelmúltban kitört nyugat-nílusi láz azt jelzi, hogy a szúnyogok által terjesztett betegségek veszélyét nem lehet figyelmen kívül hagyni.

Ezen túlmenően a szaglórendszer erősen konzervált jellege azt jelenti, hogy a hasonló megközelítések valószínűleg más rovaroknál is működnek, amelyek mezőgazdasági kártevőként veszélyt jelentenek. Tehát az ilyen jellegű kutatások végső soron olyan módszerekhez vezethetnek, amelyekkel csökkenthető a rovarok által okozott kár a terményben és a tárolt élelmiszerekben, valamint számos más hasznos alkalmazás is.

Zwiebel mellett a tanulmány munkatársai A. Nicole Fox végzős hallgató és R. Jason Pitts, egy kutató munkatárs, mindketten a Zwiebel laboratóriumban, valamint Hugh M. Robertson, az Illinoisi Egyetem munkatársa az Urbana-Champaign és John Carlson a Yale Egyetemen.

A kutatást az Egészségügyi Világszervezet, a National Science Foundation és a National Institutes of He alth finanszírozta.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva
Olvass tovább

Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva

Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet
Olvass tovább

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet

A gombák jelentős potenciállal rendelkeznek a „horizontális” génátvitelben, egy új tanulmány kimutatta, hasonlóan azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek lehetővé teszik a baktériumok ilyen gyors fejlődését, rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben, és más súlyos problémákat okoznak.

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint
Olvass tovább

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint

A hím csőhalak és csikóhal-unokatestvéreik az egyetlen hím, amely ténylegesen vemhes lesz és megszül, de a pipahalak valószínűleg soha nem nyerik el az Év Atyja díjat – az utódokhoz való hozzáállásuk a teljes szeretettől a teljes elhanyagolásig terjedhet, a Texas A&M Egyetem kutatóinak új eredményei szerint.