Ученые сломали комарам систему поиска человека
Желтолихорадочные комары Aedes aegypti находят людей в том числе по молочной кислоте в человеческом поте с помощью белка-рецептора IR8a в комариных усиках — комары-мутанты без этого белка в два раза реже летели к человеческой руке или потной ткани, чем их здоровые сородичи. Вероятно, это открытие поможет бороться с распространением болезней, которые переносят эти комары. Исследование об этом опубликовано в журнале Current Biology.
Aedes aegypti переносят лихорадку денге, чикунгунью, желтую лихорадку, вирус Зика и некоторые другие заболевания. Комары находят людей в том числе по теплу человеческого тела и выдыхаемому углекислому газу, а также ориентируясь на сложный запах человеческого пота. По словам ведущего автора исследования Мэттью Дедженнаро (Matthew DeGennaro) из Международного университета Флориды, на коже человека за счет ее микробиома больше молочной кислоты, чем на коже других позвоночных, и последние полвека ученые предполагали, что именно молочная кислота в сочетании с углекислым газом может привлекать комаров, которые предпочитают людей другим жертвам. Однако теперь Дедженнаро и его группе удалось показать, как работает этот механизм у комаров.
С помощью метода генетического редактирования CRISPR/Cas9 ученые нарушили работу генов, кодирующих белок ионотропного рецептора IR8a. Эти рецепторы считались принципиально важными для процесса поиска жертв, так как блокировка другого известного белка, участвующего в распознавании запахов, Orco, не давала нужного результата. Исследователи проверили, не имело ли генетическое редактирование нежелательных побочных эффектов: тесты подвижности комаров (подсчет того, сколько раз они пересекают инфракрасный луч в камере наблюдений) и их питания (комаров кормили сахарным сиропом через тонкую трубочку) показали, что по поведению мутанты ничем не отличаются от диких родственников.
Однако получившихся самок-мутантов больше не привлекала молочная кислота в человеческом поте в сочетании с углекислым газом — ученые показали, что комары полностью потеряли к ней чувствительность. При этом чувствительность к другим компонентам человеческого пота у них сохранилась.
В одном эксперименте 15 человек помещали руки в специальные камеры, где комары могли их видеть и чувствовать запах, подлетать ближе, но не кусать: в таких условиях мутанты без IR8a в два раза реже подлетали к добровольцам, чем дикие комары. В другом эксперименте добровольцы 12 часов носили нейлоновые рукава, которыми ученые собирали пот — к этим рукавам комары-мутанты тоже летели неохотно.
Как отмечается в статье, ученым удалось показать, что функции IR8a не могут выполнять другие элементы обонятельной системы комара и что он необходим для успешного поиска жертвы. При этом для того, чтобы понять, действительно ли именно IR8a вынуждает комаров предпочитать людей другим позвоночным, потребуются дополнительные исследования.
Биолог университета штата Вашингтон Джефф Риффелл, с которым беседовала радиостанция NPR, назвал исследование «великолепным» и отметил, что теперь, возможно, удастся создать репеллент, блокирующий работу этого механизма у комаров. Лора Дюваль из Рокфеллерского университета в Нью-Йорке добавила, что, хотя блокировка лишь одного из множества способов, которыми комары вычисляют людей, скорее всего, не сделает такой репеллент стопроцентно эффективным, результаты ученых можно использовать при разработке ловушек для комаров, лучше имитирующих запах человека.
Недавно другая группа ученых выяснила, что бактерия Xenorhabdus budapestensis синтезирует вещества, которые отпугивают комаров сильнее, чем репелленты на основе ДЭТА или пикаридина: ими оказались фабклавины, класс веществ, которые нашли пока только у Xenorhabdus. Исследователи проверили их эффективность на трех видах комаров, переносчиках малярии, желтой лихорадки и других опасных болезней, в том числе на Aedes aegypti.
Ольга Добровидова
Благодаря воздействию на факторы транскрипции
Экстракт Mallotus furetianus значительно подавляет увеличение массы тела и жировой ткани и снижает риск развития жировой болезни печени у мышей. Как сообщается в журнале Food Science and Nutrition, экстракт in vitro подавлял экспрессию факторов транскрипции, которые участвуют в ранней дифференцировке преадипоцитов, из-за чего было снижено производство и накопление триацилглицеринов. Ученые по всему миру ищут средства терапии и профилактики ожирения, которое выступает основным фактором риска развития различных хронических заболеваний, особенно связанных с образом жизни. Подробнее об этих поисках можно прочитать в материале N + 1 «Больше не ешь». Внимание исследователей привлекают и растительные препараты, которые показывали свой эффект для снижения массы тела и жировой ткани. В частности, это происходило за счет влияния на факторы транскрипции или сигнальные пути, которые происходят на ранних стадиях развития и дифференцировки жировой ткани — адипогенеза. В частности, сообщалось, что ресвератрол из красного вина снижает активность адипогенеза за счет подавления активности фактора некроза опухоли-α в преадипоцитах. Однако подробные механизмы подавления дифференцировки адипоцитов остаются неясными. Акико Кодзима-Юаса (Akiko Kojima-Yuasa) с коллегами из Столичного университета Осаки исследовали эффекты Mallotus furetianus — вида тропического растения семейства молочайных, произрастающего на острове Хайнань в Китае, который традиционно используют в народной медицине при заболеваниях желчного пузыря. Также сообщалось, что экстракт листьев этого растения оказывает антиатеросклеротический и антистеатозный эффект. Сначала они кормили несколько групп мышей высококалорийной или обычной диетой с добавлением 0,24-процентного экстракта Mallotus furetianus или без него. Масса тела мышей, получавших высококалорийную диету, была значительно выше по сравнению с мышами, которые получали обычную диету. Однако масса тела мышей, получавших высококалорийную диету с экстрактом, была значительно ниже, чем масса мышей, получавших только высококалорийную диету. Такие же закономерности ученые нашли для массы жировой ткани придатка яичка и забрюшинного жира. Размер адипоцитов у мышей, получавших высококалорийную диету, был значительно больше по сравнению с контрольными мышами. Однако у мышей, получавших дополнительно с высококалорийной диетой экстракт Mallotus furetianus, размер адипоцитов был значительно меньше. Кроме того, у мышей с ожирением в гепатоцитах накапливались липидные капли, что указывало на развитие стеатоза печени. Этого не наблюдалось у мышей, получавших растительный экстракт. Затем ученые обнаружили, что экстракт снижает активность биосинтеза и накопление триглицеридов. Поскольку известно, что на ранних стадиях дифференцировки адипоцитов экспрессируется фактор транскрипции C/EBPβ, ученые исследовали, как экстракт влияет на его экспрессию через 48 часов после инициации дифференцировки преадипоцитов. Оказалось, что уровень экспрессии гена C/EBPβ оставался неизменным даже при добавлении экстракта, однако снизилась концентрация самого фактора в клетке. В адипоцитах повышенная экспрессия C/EBPβ приводит к индукции других факторов транскрипции — PPARγ и C/EBPa, — которые являются главными регуляторами дифференцировки адипоцитов. Добавление экстракта Mallotus furetianus снижало как уровень экспрессии гена, так и уровень белков PPARγ и C/EBPa. То есть экстракт подавляет экспрессию C/EBPβ посредством посттрансляционных модификаций, что приводит к подавлению транскрипции PPARγ и C/EBPa. Дополнительные анализы показали, что экстракт подавляет фосфорилирование внеклеточных сигнально-регулируемых киназ и снижает уровень экспрессии гена SENP2, потенциально влияя на стабильность и активность белка C/EBPβ. Потенциально экстракт Mallotus furetianus может стать эффективным лекарством для лечения ожирения у людей, однако для этого необходимо проверить профиль его безопасности. Врачи находят у ожирения неожиданные негативные эффекты на здоровье. Например, недавно британские ученые выяснили, что у людей с ожирением значительно снижается продолжительность защитного эффекта вакцин от ковида.