作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/20 22:01:03
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这个防故障装置,让蚊子总能闻到人的气味

 

当雌性蚊子寻找人类“猎物”叮咬时,它们会闻到一种人们散发到空气中的独特体味。这些气味会刺激蚊子触角上的感受器。

科学家试图删除相关受体,进而使蚊子无法探测到人类。然而,即使把蚊子基因组中一个家族的气味受体整体敲除,蚊子仍然会找到人叮咬。现在,科学家发现,蚊子的嗅觉系统进化出了自动防故障系统,以确保它们总能闻到我们的气味。相关研究8月18日发表于《细胞》。

“蚊子打破了我们最喜欢的关于动物如何闻东西的所有规则。”美国洛克菲勒大学科学家、该论文主要作者之一Margo Herre说。

在大多数动物中,嗅觉神经元只负责探测一种气味。“如果你是一个人,你失去了一个单一气味受体,所有表达该受体的神经元将失去嗅觉能力。”论文通讯作者、洛克菲勒大学和霍华德休斯医学研究所的Leslie Vosshall说。但她和同事们发现,在蚊子身上并非如此。

“你需要付出更大的努力来消灭蚊子,因为敲除单一的受体对它们是没有影响的。”Vosshall说,“未来任何通过驱蚊剂或其他手段控制蚊子的尝试,都必须考虑到我们对它们的嗅觉吸引力是多么牢不可破。”

该论文主要作者之一、美国波士顿大学教授Meg Younger说:“当我们研究人类气味是如何在蚊子大脑中编码时,这个项目出乎意料地开始了。”

他们发现,被人类气味刺激的神经元也会被胺刺激,胺是蚊子用来寻找人类的另一种化学物质。这是不寻常的,因为根据动物嗅觉的所有现有规则,神经元编码气味具有特异性,这表明1-辛烯-3-醇神经元不应该探测胺。

“令人惊讶的是,通过1-辛-3-醇和胺受体探测人类的神经元并不是单独的群体。”Younger说。这可能使所有与人类有关的气味都能激活蚊子大脑中“人类探测部分”,即使一些受体已经丢失,仍能进行探测。这就像自动防故障装置。

该团队还利用单核RNA测序观察了蚊子个体嗅觉神经元表达的其他受体。该论文的另一位主要作者Olivia Goldman说:“这个结果让我们对蚊子体内受体的共同表达有多普遍有了一个广泛的认识。”

Vosshall认为其他昆虫可能有类似的机制。约翰斯·霍普金斯大学的Christopher Potter研究组最近报告说,果蝇的神经元中也有类似的受体共同表达。Vosshall说:“这可能是严重依赖嗅觉的昆虫的一般策略。”

在未来,Younger团队计划揭示不同类型的嗅觉受体共同表达的功能意义。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.024

 
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