В одной из первых удачных попыток в генетическом изменении комаров исследователи из Медицинского Института Говарда Хьюза (МИГХ) открыли как именно насекомые реагируют на запахи, включая запах человека и репеллент ДЭТА – диэтилтолуамид. Эта научная работа не только демонстрирует, что насекомые могут быть генетически изменены при помощи новейших методик исследований, но и открывает путь к пониманию, почему насекомых так привлекают люди и как заблокировать это влечение.
«Пришло время генетических изменить этих насекомых, переносящих инфекцию. Мне кажется, что наша работа – отличный пример того, как это возможно сделать», говорит Лэсли Восхал (Leslie Vosshall), исследователь МИГХ в Рокфеллеровском Университете, которая возглавила новое исследование, опубликованное 29 мая 2013 в журнале Nature.
В 2007 году учёные объявили о завершении определения последовательности полного генома Aedes aegypti, комара, который является переносчиком тропической и жёлтой лихорадки. Годом позже, когда Восхал стала исследователем в Медицинском Институте Говарда Хьюза, она переключила внимание её лаборатории с дрозофил (плодовых мушек) на комаров, являющихся главной целью для генной инженерии насекомых. Она обратилась к изучению комаров из-за их важности как переносчиков инфекций, а также их уникального влечения к человеку.
Главная цель Восхал: ген под названием «орко», который удалили генетически модифицированным мухам десятью годами ранее в её лаборатории. «Нам было известно, что этот ген влиял на способность мух реагировать на запахи, на которые они реагируют», рассказывает Восхал. «У нас были некоторые догадки относительно того, как комары взаимодействуют с запахами окружающей их среды, поэтому предположение о том, что что-то будет взаимодействовать с орко у комаров, было верным)».
Команда Восхал обратилась к инструменту генной инженерии под названием нуклеаз белкового домена «цинковые пальцы» для того, чтобы изменить именно ген орко у Aedes aegypti. Они ввели нацеленный нуклеаз белкового домена «цинковые пальцы» в личинку комара, подождали пока она разовьётся, определили мутировавших особей и создали мутантный штамм, который позволил им изучить роль орко в природе комаров.
У мутировавших комаров было выявлено снижение активности в нейронах, связанных с обонянием. После этого поведенческие тесты показали ещё больше изменений.
Когда у нормальных Aedes aegypti будет выбор между человеком и другим животным, то достоверно известно, что он с жужжанием двинется в сторону человека. Но комары с мутацией орко показали пониженный интерес к человеку по сравнению с морскими свинками, даже при непосредственной близости углекислого газа – считается, что он усиливает реакцию комаров на запах человека. «Нарушая один единственный ген, мы можем основательно сбить с толку комаров в поисках людей», рассказывает Восхал. Но им всё ещё неизвестно возникает ли эта путаница из-за неспособности чувствовать «плохие» запахи, исходящие от морских свинок и «хорошие», исходящие от людей. Возможно, оба эти варианта являются верными.
Затем команда изучила способность комаров с мутацией орко по-другому реагировать на ДЭТА. Когда комарам подставили две руки человека – одна была обработана десятипроцентным раствором ДЭТА, активным компонентом многих средств, отпугивающих насекомых, а другая оставалась необработанной – комары полетели к обеим рукам с одинаковой прытью. Предположительно, они не почувствовали запах ДЭТА. Но как только они приземлялись, то комары сразу же покидали руку, обработанную репеллентом. «Это говорит нам о том, что существует два совершенно разных механизма, которые используют комары для того, чтобы почувствовать ДЭТА», объясняет Восхал. «Первый механизм взаимодействует с тем, что происходит в воздухе, а второй срабатывает только тогда, когда комар соприкасается с кожей». Такой двойственный механизм обсуждался ранее, но никогда до этого его не наблюдали в действии.
В дальнейшем Восхал и остальные участники работы хотят в дальнейшем более детально изучить, как белок орко воздействует на обонятельные рецепторы комаров, чтобы позволить комарам чувствовать запахи. «Мы хотим знать, что именно делает этих комаров специализированными на людях», говорит она. «И если мы также сможем найти понимание того как работают существующие репелленты, тогда мы сможем выдвинуть новые идеи относительно репеллентов нового поколения».
По данным – sciencedaily.com
