Йельские ученые впервые идентифицировали летучий феромон, испускаемый мухой цеце, кровососущим насекомым, которое распространяет болезни как у людей, так и у животных на большей части Африки к югу от Сахары. Открытие предлагает новое понимание того, как мухи общаются друг с другом, и может дать новые методы контроля над их популяциями и опасными болезнями, которые они переносят.
Результаты опубликованы в журнале Science.
Известно, что мухи цеце переносят паразитов, называемых африканскими трипаносомами. Когда насекомые кусают людей или животных, они передают этих паразитов, распространяя такие болезни, как африканская сонная болезнь, которая может быть смертельной для человека, и нагана, болезнь, поражающая домашний скот и других животных .
«Африканская сонная болезнь — это ужасное заболевание, которое трудно лечить. Наша иммунная система с трудом очищает трипаносомы, и большинство лекарств, которые мы должны убить, токсичны», — сказал Джон Карлсон, профессор молекулярных, клеточных и Биология развития на факультете искусств и наук Йельского университета и старший автор исследования. «А нагана, поражающая домашний скот, имеет ужасные экономические последствия для региона».
Кроме того, поскольку изменение климата, по прогнозам, приведет к расширению районов, в которых могут выжить мухи цеце, ожидается, что в ближайшие годы эти болезни затронут больше людей и животных.
Одна из стратегий, определенная как способ борьбы с распространением мух цеце, заключается в использовании их собственных феромонов, особенно летучих феромонов или феромонов, которые действуют на расстоянии, а не через прямой контакт, для привлечения и захвата насекомых.
Чтобы идентифицировать летучие феромоны, которые можно было бы использовать для этой цели, исследовательская группа Йельского университета взяла мух цеце вида G. morsitans и поместила их в жидкость, чтобы собрать любые химические вещества, которые они могли выделять. Затем они пропустили эти экстракты через устройство, называемое газовым хроматографом-масс-спектрометром, которое может идентифицировать определенные соединения из смешанного образца.
Исследователи обнаружили несколько химических веществ, о которых ранее никогда не сообщалось, в том числе три, которые вызывали реакцию у мух цеце. Один из них, химическое вещество под названием метилпальмитолеат (МПО), имел самые сильные эффекты.
В частности, в серии экспериментов, проведенных первым автором Симаа Эбрахимом, постдокторантом в лаборатории Карлсона, исследователи обнаружили, что MPO привлекает самцов мух цеце, заставляет их останавливаться и оставаться на месте в течение некоторого времени, а также действует как афродизиак. Капля жидкости, содержащей МПО, привлекала самцов мух цеце к узлам пряжи, которые только напоминали мух, и к самкам других видов мух цеце , с которыми они обычно не взаимодействовали.
Чтобы лучше понять, как MPO опосредует поведение, исследователи затем проверили, реагируют ли нейроны на антеннах мух на MPO. Действительно, они идентифицировали субпопуляцию обонятельных нейронов на антеннах, которые увеличивали скорость возбуждения при воздействии феромона.
В совокупности полученные данные указывают на то, что MPO является аттрактантом для мух цеце, говорят исследователи, и, следовательно, может быть полезен для замедления распространения болезни.
В настоящее время наиболее эффективным методом борьбы с популяциями мух цеце являются ловушки, в которых используются запахи животных, которыми мухи предпочитают питаться.
«Теперь мы нашли этот феромон , который можно использовать в сочетании с запахами хозяина», — сказал Карлсон. «Тем более, что MPO не только привлекает мух, но и заставляет их замерзать там, где они есть».
Хотя запахи животных привлекают мух цеце на большие расстояния, они, как правило, быстро исчезают. Карлсон добавил, что MPO работает на более коротких расстояниях, но эффективен в течение более длительных периодов времени.
«MPO может стать еще одним инструментом в наборе инструментов, когда речь идет о борьбе с мухами цеце и болезнями, которые они распространяют», — сказал он.
В настоящее время команда работает с коллегами в Кении, чтобы проверить, полезен ли MPO в ловушках в реальном мире, а не только в лабораторных условиях.
Кроме того, исследователи хотят понять, что заставляет мух цеце, зараженных трипаносомами, выделять совершенно другой набор химических веществ — что-то еще, что они определили в исследовании, — и как это влияет на общение мух.
Другие авторы Йельского университета включают Хани Двека и Брайана Вайса.
Теги: жуки
