Ved å tilordne et spesialisert sensoriske organ som malaria mygg bruker til å fokusere på sin menneskelige byttedyr, har et internasjonalt team av forskere tatt et viktig skritt mot å utvikle nye og forbedrede repellants og attractants som kan brukes til å redusere truselen om malaria, generelt betraktet som den mest utbredte livstruende sykdommen i verden.
Den sensoriske orgelet er maxillary palp. Det er en av tre strukturer som er utvidet fra the mosquito hodet som gir det sammen med sin oppfatning av lukt og smak. To andre er fjærkledd antenner tjene som generelle olfactory organer og svare på en rekke forskjellige kjemikalier og snabel som inneholder sensorer utformet for close-in lukt og smak gjenkjenning.
Detaljert kart over den maxillary palp, som ble publisert på nettet i journalen gjeldende biologi på Aug. 30, har fastslått at den inneholder et unikt utvalg av svært spesialiserte receptor celler som oppdager karbondioksid og octenol, viktige kjemiske signaler at insekter bruker til å finne menneskelige byttedyr.
"Disse reseptorene er svært følsom, noe som antyder at maxillary palps kan tjene som malaria mygg langtrekkende detection system, sier Tan Lu, graduate student ved Vanderbilt som er avisens første forfatter.
"Vi ikke har bevist det ennå, men konsekvensen er at hvis du tok bort maxillary palp mygg ikke ville gjøre så godt å finne menneskelige byttedyr," legger du til Laurence J. Zwiebel, professor i biologi på Vanderbilt, som ledet studien.
Forskningen ble utført av samarbeidspartnere fra Vanderbilt, Yale og Wageningen University i Nederland. De er en del av et team som inneholder også forskere fra Ifakara Health Research and Development Centre i Tanzania og medisinsk Research Council Laboratories i Gambia er finansiert av en bevilgning fra Foundation for the National Institutes of Health gjennom Grand utfordringer til Global helse-initiativet i 2005 for å utvikle en kjemisk strategi for å bekjempe spredning av malaria ved Malariamygg-mosquito.
"Dette papiret markerer en terskel i vårt grand challenge-prosjekt fordi det inneholder en biologiske sammenheng og strimler det ned til noen molekylære mål som vi bruker til å utvikle kjemiske modifikatorer bør har direkte virkninger på the mosquito atferd," sier Zwiebel.
Studien fyller et stort gap i vitenskapelig forståelse av malaria mygg olfactory systemet. Selv om betydelig forskning er gjort på fysiologi og molekylærbiologi i Malariamygg gambiae antenne og snabel, har det vært få studier av sin maxillary palps. De fleste av tidligere arbeid som hadde blitt gjort på denne "tilbehør olfactory appendage" ble utført i en annen arter av mygg, Aedes aeqypti, bærer av dengue og gul feber.
Tidligere arbeid fant at maxillary palps av A. aeqypti var følsomme for karbondioksid og octenol. Så oppdaget at dette var også tilfelle i An. gambiae kom ikke som en stor overraskelse. Men fant forskere at malaria mygg bruker forskjellige sett med reseptorene for dette formålet som forklarer hvorfor det ser ut til å stole på mindre på karbondioksid og mer human-spesifikke kjemiske forbindelser i søkende verter enn gjør A. aegypti.
The mosquito forseggjort "nesen" består av hundrevis av hul hår-lignende strukturer kalt sensilla som er knyttet til antenner, maxillary palps og snabel. Tips i disse strukturene perforert med tusenvis av ørsmå hull som la aromatiske forbindelser trenge å deres interiør, der de støter på tråd-lignende servertillegg fra neurons som er stilt inn til å gjenkjenne bestemte molekyler.
Sammenlignet med den mygg antenner, som er utviklet for å oppdage hundrevis av forskjellige forbindelser, fant studien at maxillary palps er svært spesialiserte. "Det utrolige som vi fant var at alle sensoriske hår som linje bunnen av maxillary palps er identiske," sier Zwiebel. De er alle knyttet til tre neurons: en som er stilt inn til å gjenkjenne karbondioksid; en som er stilt inn til å oppdage octenol; og en som tjener til å forbedre generell olfactory mottak.
http://www.Vanderbilt.edu/