Para mosquitos fêmeas, dois conjuntos de sensores de odor são melhores do que um

Os biólogos que estudam o "nariz" do mosquito da malária descobriram que ele contém um conjunto secundário de sensores de odor que parecem ser especialmente ajustados para detectar seres humanos. A descoberta poderia auxiliar os esforços para descobrir como os insetos alvo humanos e desenvolver uma preferência por eles.

Se você pudesse observar a mente de um mosquito fêmea, você descobriria que seu mundo é dominado pelo cheiro e não pela visão ou pelo som.

Ela segue whiffs de dióxido de carbono exalado por animais para localizar presas em potencial. Quando ela se aproxima de um alvo, ela usa os odores corporais do animal para decidir se é um hospedeiro desejável. Depois de obter a refeição de sangue que ela precisa para se reproduzir, ela segue o cheiro de água estagnada para encontrar um lugar para colocar seus ovos.

Suas antenas delicadas, proboscis e um par de apêndices da boca chamados palps são o que tornam isso possível. Eles são cobertos por pequenos cabelos oco sensoria chamado sensilla que são preenchidos com uma impressionante variedade de sensores de odor que pode discriminar entre milhares de diferentes compostos aromáticos.

Nos últimos 15 anos, uma equipe de biólogos da Universidade de Vanderbilt estudou uma família de 79 receptores odoríferos (RUPs) no mosquito da malária (Anopheles gambiae) na esperança de encontrar melhores repelentes e iscas que possam ser usados ​​para prevenir a disseminação de Malária e outras doenças transmitidas por mosquitos.

Como os pesquisadores meticulosamente determinado os compostos específicos que desencadeou esses receptores, no entanto, eles ficaram surpresos ao descobrir que o Anopheles ORs não responder a muitos dos cheiros mal cheiros que eles sabem mosquitos podem detectar.

Os cientistas pensam que agora têm uma alça sobre pelo menos uma das razões para esta disparidade. Em um artigo publicado no início deste ano na revista Scientific Reports, eles relatam que o mosquito da malária tem um segundo sistema completo de sensores de odor - descoberto há cinco anos na mosca da fruta (Drosphila melanogaster) - especialmente ajustado a pelo menos dois Humanos, que o sistema de O do inseto não pode detectar. Assim fêmeas adultas usam este segundo sistema de sensores do odor procurar a rapina humana.

"Este parece ser um sistema olfativo mais primitivo e um que Anopheles usa para detectar seres humanos", disse Cornelius Vanderbilt Professor de Ciências Biológicas Laurence Zwiebel, que dirigiu o estudo. "Preenche lacunas importantes na percepção quimiossensorial do mosquito que não são fornecidos pelo sistema de O".

Em uma série de experiências extensas e meticulosas levadas a cabo para sua tese de honras sênior, undergraduate Stephen L. Derryberry (agora um estudante na escola de Vanderbilt da medicina), junto com o professor assistente de pesquisa Jason Pitts, sucedido em caracterizar funcionalmente três destes sensores diferentes , Chamados receptores ionotrópicos (IRs), em Anopheles. Os pesquisadores determinaram que combinações únicas de IRs respondem a duas classes de compostos encontrados no suor humano: ácidos carboxílicos que conferem uma espiga de vinagre e derivados de amônia chamados aminas.

"O projeto de Stephen era mais difícil do que simplesmente procurar uma agulha em um palheiro", disse Zwiebel. "Era mais como procurar uma agulha em um enorme palheiro, porque não tínhamos ideia de quais moléculas odoríferas iriam desencadear o sistema IR. Ainda pior, não sabíamos quais combinações de receptores IR poderiam estar envolvidos". (Nas moscas, as IRs apenas detectam moléculas alvo em conjunto com co-receptores no mesmo neurónio.)

Ainda há muito sobre o sistema de IR que os cientistas não entendem. Por exemplo, eles pensam que os mosquitos também podem usar esta antiga família de proteínas para detectar a radiação infravermelha e níveis de umidade.

Uma medida da importância de um sistema olfativo é o número de conexões que ele tem com o cérebro. Por esta medida, o sistema de OR é o mais importante porque tem mais neurônios que ligá-lo ao cérebro do mosquito, mas o sistema IR é executado um segundo próximo.

"O mosquito é um organismo extremamente sofisticado", disse Pitts. "Eles usam uma combinação de sistemas olfativos finamente afinados para localizar suas presas, e agora encontramos dois desses sistemas, mas, com base no que sabemos sobre o genoma do mosquito, achamos que existem outros que ainda não identificamos".

"Apesar de toda a pesquisa que fizemos, ainda não descobrimos completamente como os mosquitos se identificam e, ainda mais importante, desenvolvem uma preferência pelos seres humanos", observou Zwiebel.

Referência Bibliográfica:

1. R. Jason Pitts, Stephen L. Derryberry, Zhiwei Zhang, Laurence J. Zwiebel. Variant Ionotropic Receptors in the Malaria Vector Mosquito Anopheles gambiae Tuned to Amines and Carboxylic Acids. Scientific Reports, 2017; 7: 40297 DOI: 10.1038/srep40297

Originalmente publicado em:

Vanderbilt University. "For female mosquitoes, two sets of odor sensors are better than one." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 March 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170317180341.htm>.