По словам Кристофера Поттера, доктора философии, адъюнкт-профессора неврологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, рецепторы на нейронах комаров играют важную роль в способности насекомых идентифицировать людей, которые являются привлекательным источником пищи.

«Понимание молекулярной биологии восприятия запахов комарами является ключом к разработке новых способов избежать укусов и обременительных заболеваний, которые они вызывают», — говорит он.

Во всем мире болезни, переносимые комарами, такие как малярия, лихорадка денге и вирус Западного Нила, поражают 700 миллионов человек и ежегодно убивают 750 000 человек.

Хотя усилия по борьбе с комарами с использованием сеток и пестицидов помогли снизить потери, разработка более эффективных репеллентов, саботирующих привлекательность пахучих веществ, остается приоритетной задачей.

Комары улавливают запахи в основном через свои усики, и ученые давно заметили, что различия в запахах, температуре, влажности и углекислом газе являются факторами, привлекающими комаров к одним людям больше, чем к другим.

Но, говорит Поттер, насекомые используют несколько органов чувств, чтобы найти хозяев. Например, Anopheles gambiae , семейство комаров, вызывающих малярию, имеет три типа рецепторов, которые усеивают поверхность нейронов их органов, воспринимающих запах: обонятельные, вкусовые и ионотропные рецепторы.

Рецепторы запахов, говорит Поттер, наиболее хорошо изучены учеными и, как считается, помогают комарам различать животных и людей.

Вкусовые рецепторы обнаруживают углекислый газ. Ионотропные рецепторы реагируют на кислоты и амины, соединения, обнаруженные на коже человека.

По словам Поттера, считается, что разные уровни определенных кислот на коже человека могут быть причиной того, что одни люди более привлекательны для комаров, чем другие.

Из-за способности ионотропных рецепторов комара предпочитать один тип человеческой кожи другому, Поттер и исследователи с докторской степенью Джошуа Раджи и Джоанна Конопка искали их в антенне комара.

В отчете, опубликованном в номере Cell Reports от 23 февраля, исследователи описали свой поиск рецепторов в сегментированных трубчатых антеннах 10 самок и 10 самцов комаров.

Укусы кожи человека совершают самки комаров, хотя некоторые исследования показывают, что самцов также привлекают человеческие запахи.

Чтобы найти нейроны, экспрессирующие ионотропные рецепторы в антеннах, исследователи использовали технику, называемую флуоресцентной гибридизацией in situ, которая определяет не сами рецепторы, а генетический материал, называемый РНК, родственник ДНК.

Обнаружение РНК, связанной с ионотропными рецепторами, означает, что нейроны, скорее всего, будут продуцировать такие рецепторы.

Ученые думали, что обнаружат одинаковое количество нейронов с ионотропными рецепторами в каждом из сегментов усиков, но они обнаружили большинство ионотропных рецепторов в дистальной (самой дальней от головы) части усиков.

Однако они также обнаружили, что антенны имеют больше ионотропных рецепторов в проксимальной (около головы) части комаров. В целом Поттер говорит, что эксперименты его команды показывают, что усики комаров более сложны, чем мы думали раньше, говорит Поттер.

Известно, что ионотропные рецепторы работают с «партнерскими» рецепторами, реагируя на запахи, «что-то вроде танцевального партнера», — говорит Поттер.

В текущем исследовании исследователи смогли идентифицировать некоторые пары рецепторов, которые предсказывали, будет ли ионотропный рецептор реагировать на кислоты или амины.

Они подтвердили эти предсказания с помощью генной инженерии, чтобы визуализировать реакцию ионотропного рецептора Ir41c у комара.

Экспрессирующие Ir41c нейроны активировались одним типом амина, как и предполагалось, но ингибировались (выключались) другим типом амина.

Поттер подозревает, что способность нейронов, экспрессирующих ионотропные рецепторы, активироваться и ингибироваться запахами может позволить комарам увеличить диапазон ответов, которые ионотропные рецепторы могут играть при обнаружении запаха и при вождении.

Будущие исследования, по его словам, будут сосредоточены на выявлении специфических ионотропных рецепторов, которые привлекают комаров к человеческим запахам.