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雌性蚊子可以检测血液中四种不同物质的组合

它是世界上最致命的动物之一,它具有人类血液的味道:蚊子。蚊子传播着疟疾,登革热和黄热病等疾病,每年至少杀死一百万人。现在,研究人员正在学习人类闻起来像蚊子的味道,甚至是感觉到血液独特,美味的神经元。

洛克菲勒大学霍华德·休斯医学研究所研究员莱斯利·沃斯哈尔(Leslie Vosshall)的研究小组及其同事于2020年10月12日在《神经元》杂志上发表了一篇文章,对雌性蚊子的味觉进行了特殊调整,以检测血液中至少四种不同物质的组合。研究小组对蚊子进行了基因改造,以便研究人员可以看到蚊子尝到血液后会激发哪些神经元。

研究驱蚊剂的约翰·霍普金斯大学医学院的神经科学家克里斯·波特说:“这绝对是技术之旅。” 他说,识别与血液相关的特定味觉神经元可能是“我们可以用来对抗蚊子的东西”。

Vosshall和她的团队已经对昆虫的其他精细调整的知识了如指掌。例如,在先前的工作中,他们发现蚊子可以用腿检测驱蚊剂DEET,并确定了蚊子用来区分人类和非人类的气味受体。

尽管蚊子是传播疾病的关键,但对蚊子的味觉知之甚少。“如果蚊子无法检测出血液的味道,理论上它们就无法传播疾病,” HHMI吉拉姆研究员VeronicaJové说。在洛克菲勒(Rockefeller)领导了Vosshall实验室的工作。

只有雌性蚊子以血液为食,卵才能生长。这使女性处于独特的位置。他们需要区分大部分餐食中所食用的甜蜜花蜜和产卵前所吸收的血液。

乔沃(Jové)怀疑雌性埃及伊蚊与雄性不同,能够通过味道区分这两种物质。实际上,在行为实验中,她发现雌性蚊子有两种喂养方式,它们使用不同的口器并检测不同的味道。

采蜜模式检测糖分,采血模式使用类似注射器的“探针”刺穿皮肤并品尝血液。Jové向蚊子提供了四种化合物的混合物,从而诱使它们进入血液喂养模式:葡萄糖(一种糖),氯化钠(盐),碳酸氢钠(存在于血液和小苏打中)以及三磷酸腺苷或ATP,为细胞提供能量的化合物。

Vosshall很好奇,所以她让Jové在实验室里准备了一个ATP解决方案,然后a了一口。

它根本没有味道。ATP是一种特殊的神秘事物,对人类而言,它的味道不算什么。但是蚊子必须令人难以置信的激动和报酬。”

就像人类的味蕾可以区分咸味,甜味,苦味,酸味和鲜味一样,蚊子的管心中也有专门针对特定口味的神经元。

为了观察这些味觉神经元的作用,研究人员对蚊子进行了基因改造,使其具有激活神经细胞时会发光的荧光标签。然后,他们观察了探针中的哪些细胞根据不同的饮食而点亮。只有一小部分被血液激活,包括真实血液和研究人员的人工混合物。

那么,人类的血液就像蚊子一样滋味如何?也许我们能说的最接近的是它有点咸而且有点甜。Vosshall说,这有点像试图描述蜜蜂以人眼看不见的紫外线色看到花朵的方式,或者蝙蝠如何偷听我们无法听到的声纳波。同样,雌性蚊子可以闻到我们无法闻到的东西。她说:“在人类经验中,没有什么比这更好的了。”

这些发现揭示了雌性蚊子如何特别地寻找血液。Jové和Vosshall表示,他们希望对蚊子感官的更好理解最终将导致新的方法来阻止蚊子叮咬我们并传播疾病。

沃斯霍尔说,一种可能性听起来像科幻小说,但有先例。她说:“我只是给我的狗每月口服跳蚤和壁虱药物。” 也许最终可以对蚊子采取类似的措施-人们在进入蚊子出没区之前可以服用的一种药物,会干扰蚊子的血液味道。

这个想法归结为使人的美味下降,提出了最后一个问题。是否有人真的比其他人更“喜欢”蚊子?乔韦说:“我们所有人都足够美味,足以驱蚊。” 她说,一旦他们发现了血液,我们就不会感到他们很挑剔。

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