Как известно, кусаются только самки комаров. И кусают они преимущественно людей. Авторы предыдущих исследований доказали, что имея выбор между животным и человеком, комар полетит именно к человеку. И больше всего "любят" людей кровососы-переносчики опасных заболеваний, таких как малярия, лихорадка денге или вирус Западного Нила.
Насекомые отслеживают нас по запаху углекислого газа, который мы выдыхаем. Это позволяет им точно определять наше местоположение и подлетать непосредственно к оголённой части тела — чаще всего, к лодыжкам. Каждый из нас помнит, как расчёсывал до крови свои ноги после прогулки по берегу реки. Но даже учёным до сих пор было неизвестно, как именно кровососущее создание определяет, где голая кожа. По запаху? Какому запаху? И можно ли его уничтожить на время, чтобы не привлекать комаров?
Ответить на все эти вопросы взялась исследовательская группа из Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside). Они опубликовали статью в журнале Cell, в которой объяснили анатомические особенности комаров, которые позволяют им успешно "охотиться" на человека.
Оказалось, что у кровососов в максиллярном челюстном щупике находятся рецепторы, восприимчивые не только к углекислому газу, но и к запаху кожи. Поэтому насекомые летят именно к оголённым местам, а также к поношенной одежде: в отсутствии углекислого газа они предпочитают садиться на те места, которые пахнут секреторными жидкостями человека.
"Для нас это было настоящим сюрпризом. Рецепторный нейрон cpA, восприимчивый к углекислому газу, оказался ещё более чувствительным к запаху кожи человека. Мы выяснили, что секрет кроется вовсе не в особенностях поведения насекомых, а в их анатомии", — рассказывает ведущий автор исследования Анандасанкар Рей (Anandasankar Ray) с Факультета энтомологии.
Чтобы проверить, действительно ли рецептор cpA может активизироваться исключительно запахом человеческой кожи, учёные провели эксперимент на жёлтолихорадочном комаре Aedes aegypti. Они создали особое химическое соединение, подавляющее активность рецептора, ввели его комару и протестировали насекомое на степень привлечения к запаху человеческой стопы.
Ноги учёных, к счастью, не пострадали: запах они также сымитировали химически, поместили соединение в чашку Петри, и заперли её вместе с комаром в аэродинамической трубе. Результат показал, что влечение насекомого к аромату потной ноги значительно снизилось.
Затем исследователи приступили к созданию формулы нового средства для защиты от комаров на основе полученных сведений. Используя химический вычислительный метод, который они разработали специально для эксперимента, они отобрали более полумиллиона соединений и идентифицировали тысячи лигандов.
Далее был составлен "шорт-лист" из 138 химический соединений с желаемыми характеристиками: безопасность, приятный запах, низкая стоимость исходных материалов и, конечно же, способность блокировать рецептор cpA у комаров. Интересно, что большая часть подходящих веществ (около 85%) уже одобрены для использования в косметических средствах. К тому же, некоторые соединения обладали приятным запахом малины, шоколада или мяты, что делает их потенциально успешными для коммерческой продажи.
В конечном счёте учёные выбрали два фаворита: этилпируват, ингибитор cpA с фруктовым запахом, одобренный для использования в пищевой продукции, и циклопентанон, активатор рецептора cpA с мятным ароматом, также одобренный в качестве пищевой добавки. Циклопентанон служит в качестве приманки-ловушки, тогда как этилпируват отталкивает кровососущих насекомых и делает запах человеческой кожи непривлекательным для них. Как сообщается в пресс-релизе, всё это было подтверждено в ходе эксперимента.
На основе двух этих соединений энтомологи планируют создать безопасное средство от комаров, которое можно будет как наносить на кожу, так и распылять на крупные поверхности. К тому же, циклопентанон сможет заменить углекислый газ, который сегодня используют в качестве приманки для комаров. Это более надёжный, безопасный, а главное, дешёвый способ борьбы с распространителями опасных заболеваний.
Также по теме:
Генетически модифицированные комары потеряли вкус к людям
Генетически модифицированный комар будет бороться с малярией
Различать запахи насекомым помогают нейронные "когти"
Энтомологи открыли у мух необычную связь между нейронами
Защита от кровососущих насекомых содержится в коже человека
