У комаров есть нейронные предохранители, чтобы они всегда чувствовали запах людей

Когда самки комаров ищут человека, чтобы укусить, они чуют уникальный коктейль из запахов тела, которые мы выделяем в воздух. Затем эти запахи стимулируют рецепторы в антеннах комаров. Ученые пытались удалить эти рецепторы, пытаясь сделать людей незаметными для комаров.

Однако, даже выбив из генома комара целое семейство обонятельных рецепторов, комары все же находят способ нас укусить. Теперь группа исследователей, опубликовавшая в журнале Cell 18 августа, обнаружила, что комары развили избыточные отказоустойчивые механизмы в своей обонятельной системе, которые гарантируют, что они всегда могут учуять наши запахи.

«Комары нарушают все наши любимые правила того, как животные нюхают вещи», — говорит Марго Эрре, ученый из Рокфеллеровского университета и один из ведущих авторов статьи.

У большинства животных обонятельный нейрон отвечает только за обнаружение одного типа запаха. «Если вы человек и теряете один обонятельный рецептор, все нейроны, экспрессирующие этот рецептор, теряют способность ощущать этот запах», — говорит Лесли Фоссхалл из Медицинского института Говарда Хьюза, профессор Рокфеллеровского и Американского университетов. старший автор статьи. Но она и ее коллеги обнаружили, что это не относится к комарам.

«Чтобы сломать комаров, нужно приложить больше усилий, потому что избавление от одного рецептора не дает никакого эффекта», — говорит Фоссхалл. «Любые будущие попытки контролировать комаров с помощью репеллентов или чего-либо еще должны учитывать, насколько нерушима их привлекательность для нас».

«Этот проект действительно начался неожиданно, когда мы изучали, как человеческий запах кодируется в мозгу комара», — говорит Мег Янгер, профессор Бостонского университета и один из ведущих авторов статьи.

Они обнаружили, что нейроны, стимулируемые человеческим запахом 1-октен-3-ола, также стимулируются аминами, еще одним химическим веществом, которое комары используют для поиска людей. Это необычно, поскольку согласно всем существующим правилам обоняния животных нейроны кодируют запах с узкой специфичностью, предполагая, что 1-октен-3-оловые нейроны не должны обнаруживать амины.

«Удивительно, но нейроны для обнаружения людей через рецепторы 1-октен-3-ола и амина не были отдельными популяциями», — говорит Янгер. Это может позволить всем запахам, связанным с человеком, активировать «часть, обнаруживающую человека» мозга комара, даже если некоторые из рецепторов потеряны, действуя как отказоустойчивый.

Команда также использовала секвенирование одноядерной РНК, чтобы увидеть, какие другие рецепторы экспрессируют обонятельные нейроны отдельных комаров. «Результат дал нам широкое представление о том, насколько распространена коэкспрессия рецепторов у комаров», — говорит Оливия Голдман, еще один ведущий автор статьи.

Фосхалл считает, что подобный механизм может быть и у других насекомых. Исследовательская группа Кристофера Поттера из Университета Джона Хопкинса недавно сообщила, что плодовые мушки имеют сходную коэкспрессию рецепторов в своих нейронах. «Это может быть общей стратегией для насекомых, которые сильно зависят от своего обоняния», — говорит Фоссхалл.

В будущем группа Мэг Янгер планирует раскрыть функциональное значение совместной экспрессии различных типов обонятельных рецепторов.

Эта работа была частично поддержана Национальным институтом здравоохранения США.