$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Комар желтой лихорадки Ae. aegypti может переносить многие смертельные заболевания, включая желтую лихорадку, лихорадку денге и лихорадку Зика, вызывая огромные страдания и гибель людей. Комары используют несколько сигналов, таких как CO2, запах кожи и тепло тела, чтобы найти своих хозяев1. Учитывая, что как люди, так и другие теплокровные животные продуцируютCO2 и имеют одинаковую температуру тела, кажется вероятным, что самки Ae. aegypti полагаются в первую очередь на запах кожидля различения хозяина. Однако это создает сложную картину, поскольку в одном из ранних исследований было выделено более 300 соединений из эманации кожи человека. Дальнейшие поведенческие анализы показали, что некоторые из этих соединений вызывают поведенческие реакции у Ae. aegypti 4,5,6,7, но как именно эти соединения обнаруживаются комарами, остается в значительной степени неизвестным. Недавние исследования, проведенные нашей группой, выявили несколько человеческих запахов, которые могут быть вовлечены в деятельность Ae. aegypti по поиску хозяина, хотя их роль еще предстоит подтвердить дальнейшими поведенческими анализами. Каким образом эти важные для человека запахи расшифровываются в периферической сенсорной системе Ae. aegypti, еще предстоит установить.
Насекомые обнаруживают пахучие вещества через хемосенсорную сенсиллу на своих обонятельных придатках. Внутри каждой из сенсилл на мембране обонятельных сенсорныхнейронов экспрессируются различные обонятельные рецепторы, в том числе обонятельные рецепторы (ОШ), ионотропные рецепторы (ИР) и вкусовые рецепторы (ГР). Эти ОШ отвечают за восприятие многих запахов, с которыми сталкиваются насекомые, особенно запахов, связанных с пищей, хозяевами и партнерами по спариванию 10,11,12,13. Предыдущее исследование, посвященное десиротизации функции ОШ у Anopheles gambiae с использованием системы экспрессии Xenopus в сочетании с двухэлектродным зажимом напряжения, показало, что ОШ Anopheles специально настроены на ароматические соединения, которые являются основными компонентами в человеческих эманациях. Недавнее исследование генома выявило до 117 генов OR у Ae. aegypti15. Следовательно, способ систематического изучения функций этих ОШ Aedes в ответ на биологически или экологически важные пахучие вещества, такие как запахи человека или стимулы для яйцекладки, предоставит полезную информацию для тех, кто стремится глубже понять химическую экологию или нейроэтологию Ae. aegypti.
Метод двухэлектродного зажима напряжения (TEVC) был первоначально разработан для изучения функции мембранных ионных каналов в середине 1990-х годов16,17. С тех пор TEVC используется для исследования ОШ различных видов насекомых 14,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34. Это функциональное исследование ОШ внесло существенный вклад в ответ на важные экологические вопросы у насекомых, в том числе: 1) Как насекомые находят источники пищи? 2) Как их привлекают летучие половые феромоны, выделяемые их брачными партнерами? 3) Как они находят идеальное место для откладки яиц для своего потомства? и 4) Существуют ли какие-либо соединения, растительного происхождения или синтетические, которые могут эффективно защитить человека от укусов насекомых? Ответы на эти вопросы имеют решающее значение для борьбы с такими важными переносчиками болезней, как комары.
Ряд других подходов, в том числе основанных на клеточной линии 293 эмбриональной почки человека (HEK293), системе пустых нейронов дрозофилы, нуклеазе цинкового пальца, эффекторной нуклеазе активатора транскрипции и системе редактирования генов CRISPR/Cas9, также использовались в функциональных исследованиях ОР 12,20,35,36,37. Тем не менее, все эти методы требуют навыков опытного молекулярного биолога и включают в себя множество потенциально искажающих факторов. Экспрессия TEVC/ооцитов способна напрямую измерять токи рецепторов, вызванные запахом, и ионную проводимость, а также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в быстром быстром времени настройки, необходимом для экспрессии рецепторов из кРНК. Поэтому в данном исследовании мы использовали TEVC для изучения реакции одного Ae. aegypti OR55 (AaegOR55) на несколько запахов, имеющих потенциальную биологическую значимость, показав, что ооциты, экспрессируемые с AaegOR55•AaegOrco, показали дозозависимую реакцию на человеческий запах бензальдегида.