【环球聚看点】今日《细胞》：蚊子有多擅长闻出“人味儿”？结果让科学家大吃一惊！

▎药明康德内容团队编辑

顶尖学术期刊《细胞》今天上线了一篇关于蚊子的科学研究。根据这篇论文的结论，在这里我们不得不和大家分享一个坏消息：要让蚊子不叮人，比过去预想的要难得多！

(资料图片仅供参考)

这个夏天，肯定又有不少人被蚊子折磨得不轻，时不时地拷问自己：涂了驱蚊液也没用，我咋这么招蚊子啊？！实际上这不赖你，主要是蚊子太厉害。在这项新研究中，科学家们经过多方面的实验确认，蚊子为了吸你的血，演化出了一套非常特殊的嗅觉系统——特殊到颠覆诺贝尔奖得主曾发现的嗅觉机制，而结果就是蚊子极度擅长闻出你在哪儿！

我们知道，人呼出的二氧化碳以及人体本身散发的体味（例如吲哚）都会吸引蚊子。但这还不是全部，“两种成分加在一起会产生一加一等于二十的神奇效果！”用Meg Younger博士，也就是这篇论文的通讯作者的话说，蚊子同时闻到这两种信号时，就会变得超级兴奋，成为专注而凶猛的人血猎手！

为了搞清楚蚊子为什么会被体味和二氧化碳如此强烈地吸引，Younger博士和同事们开始琢磨蚊子的嗅觉系统，看看哪些神经元对二氧化碳有反应，哪些对体味有反应，然后追踪它们传到大脑的信号通路。

图片来源：123RF

这项研究主要作者Leslie Vosshall教授在洛克菲勒大学已经跟蚊子死磕很多年，专门分析过蚊子爱吸什么口味的血，甚至试过给蚊子喂减肥药来控制它们的胃口。在先前的工作中，Vosshall教授的研究团队给埃及伊蚊（Aedes aegypti）制定出第一份完整的参考基因组。

有了完整的基因组信息后，可以做的一件事情就是对蚊子进行基因组编辑。于是，研究团队使用基因编辑工具CRISPR，给雌性埃及伊蚊“动了手脚”：在具备二氧化碳受体的神经元装上一种荧光标记蛋白，给能够感知体味化学物质的神经元装上另一种标记物。

实验结果却让他们大吃一惊：和教科书上的经典理论根本不一样！

▲荧光蛋白标记蚊子触角的嗅觉神经元（图片来源：参考资料[2]；Credit：Margo Herre）

按照教科书上关于嗅觉机制的经典理论，也就是诺奖得主Linda Buck教授和Richard Axel教授在小鼠中的发现，嗅觉感知系统的组织十分有序，每个嗅觉神经元只表达单一的一种受体，检测一组特定的化学物质，比如有的神经元对香蕉气味有反应，有的对汽油味有反应；然后，神经末梢连接到嗅球的一个个嗅小球中，每个嗅小球接收的都是表达同一种受体的嗅觉神经元的信号。成千上万个嗅小球，让我们能够检测和区分成千上万种不同的气味。

然而，Vosshall教授和同事们用不同荧光颜色检测了蚊子的嗅觉受体基因后却发现，蚊子的一个嗅觉神经元上出现了多个不同类型的气味受体！

为了确认这一出人意料的结果，研究团队又采用了其他的实验技术来验证，比如近年来新兴的单核RNA测序，这种方法可以检测出单个神经元中有哪些基因正在生产蛋白。结果表明，确实蚊子的一个嗅觉神经元可以制造出多个受体。

此外，研究团队还与瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences）的科学家合作，将电极插入蚊子的单个嗅觉神经元，测量细胞对气味的反应。同样，这组实验表明，蚊子靠一个神经元就可以感知到多种不同的气味——比如一种香水味和一种臭脚丫味。

▲研究示意图（图片来源：参考资料[1]）

由于大多数嗅觉神经元同时有多个类型的气味受体，这不仅意味着，蚊子有很强的能力闻出二氧化碳和体味糅合的复杂气味，也意味着，如果我们试图通过阻断蚊子的某个受体来躲开它们就太天真了，因为它们仍然可以靠其他受体轻松地继续追着我们吸血。

“想要消灭蚊子，我们得更努力才行，因为只搞定一个受体没有任何效果，”Vosshall教授总结，“未来任何通过驱虫剂或其他方式控制蚊子的尝试都必须考虑到，对蚊子来说，人的吸引力是多么坚不可摧！”

参考资料：

[1] Margaret Herre et al., (2022) Non-canonical odor coding in the mosquito. Cell.Doi: 10.1016/j.cell.2022.07.024

[2] Mosquitoes have neuronal fail-safes to make sure they can always smell humans. Retrieved Aug. 18, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/961580

[3] The unbreakable attraction of mosquitoes to humans. Retrieved Aug. 18, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/961464

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