众所周知,雌性蚊子依靠一系列感官信息来发现人们咬人,吸收二氧化碳,体臭,热量,水分和视觉线索。现在研究人员在3月28日发表的“当代生物学”杂志上报道,蚊子如何汲取人体汗液中的酸性挥发物。
关键是一种称为Ir8a的嗅觉辅助受体。研究人员发现,缺乏Ir8a基因功能版本的蚊子对人们的吸引力要小得多。该发现可能提出了设计新的和改进的驱蚊剂的新方法。
迈阿密佛罗里达国际大学的蚊子神经生物学研究人员Matthew DeGennaro说:“去除Ir8a的功能可以消除大约50%的寻找宿主的活动。”“可以发现掩盖IR8a途径的气味可以增强目前驱虫剂如DEET或picaridin的功效。这样,我们的发现可能有助于人们作为蚊子的潜在宿主消失。”
另外,另一方面,Ir8a通路也可用于设计新的蚊子引诱剂。这些引诱剂可以诱使蚊子远离人群并陷入陷阱。
这项新工作的灵感来自DeGennaro先前在洛克菲勒大学Leslie Vosshall实验室担任博士后学位的工作。在这些研究中,研究小组破坏了另一个名为Orco的嗅觉辅助受体,并观察它是如何改变蚊子的行为的。
他们发现那些蚊子在告诉人与其他动物之间的差异方面更加困难。蚊子也对花蜜和对DEET的厌恶失去了兴趣。但是,他们仍然被包括人在内的脊椎动物所吸引。这意味着还有更多的受体需要找到。
在这项新研究中,DeGennaro及其同事研究了另一组广泛称为离子型受体的受体,特别是Ir8a,它们在天线中表达。他们使用CRISPR / Cas9基因编辑系统破坏埃及伊蚊中的Ir8a。然后,他们测试了辅助受体在人类气味检测中的相对贡献及其与之前在Ae中涉及的其他嗅觉受体途径的遗传相互作用。埃及人寄主寻求行为。
研究表明携带突变型Ir8a的蚊子不会被乳酸吸引,也无法检测到人体气味的其他酸性成分。与膜式血液喂养测定中的野生型对照相比,Ir8a突变体显示对人类气味的反应降低,但不显示热量或CO2。与另一组实验中的野生型对照相比,Ir8a突变体对人和人类气味的反应性也较低。
他们的研究结果进一步表明,各种受体中遗传相互作用是重要的,用CO2敏化的蚊子对人体气味。他们还强调了检测人体酸性挥发物在昆虫狩猎和捕食人类能力中的重要性。
“Ir8a表型不受二氧化碳调节,但需要二氧化碳受体的功能,”DeGennaro解释说。“这表明二氧化碳对于激活人体气味中的酸性挥发物的IR8a反应是必要的,但不足以拯救突变体表型。我们的结果强烈表明,IR8a的宿主气味检测是蚊子宿主检测系统中不可或缺的组成部分。 “
DeGennaro说,他们的最终目标是开发一种拯救生命的香水,以保护人们免受蚊虫叮咬,这项新研究是这一过程中的重要一步。
“如果我们阻止这些蚊子咬我们,就可以阻止登革热,黄热病,寨卡病和疟疾等疾病的传播,”DeGennaro说。“为了找到预防蚊虫叮咬的新方案,我们需要集中精力了解蚊子行为的分子基础。”
研究人员现在希望能够更加详细地了解IR8a途径。接下来,他们将开始化学筛选,利用已鉴定的基因将其引导至潜在的新型蚊子引诱剂和驱虫剂。