蚊子是如何找到人类的？科学家揭开背后的秘密

蚊子是如何找到人类的？科学家揭开背后的秘密无论是蚊香液、蚊香、驱蚊水，在夏天人类必然要面对的是蚊子的侵扰。那么这些蚊子是如何找到我们的呢？现在研究人员发现了背后的秘密。人类散发出一种由体味、热量和二氧化碳组成的独特气味，这种气味虽然因人而异，但是蚊子利用它追踪人类。虽然大多数动物都有一组特定的神经元来检测每种类型的气味，但蚊子可以通过几种不同的途径来接收气味。该研究发表在科学杂志《细胞》上。该研究的主要作者之一，来自波士顿大学生物学助理教授MegYounger说：“结果表明和目前已知的其他动物相比，蚊子对它们所遇到的气味进行编码的方式是不同的”。研究小组随后检查了蚊子触角中的气味受体，这些受体与漂浮在环境中的化学物质结合，并通过神经元向大脑发出信号。Younger表示：“我们假设蚊子会遵循嗅觉的中心教条，即每个神经元只表达一种类型的受体。但结果和预期相反，同一个神经元中不同受体可以对不同的气味做出反应”。这意味着失去一个或多个受体并不影响蚊子对人类气味的接收能力。研究人员说，这种备份系统可能已经进化为一种生存机制。Younger说：“埃及伊蚊专门叮咬人类，据说它们之所以进化成这样，是因为人类总是靠近淡水，因此蚊子在淡水中产卵。”研究人员说，最终，了解蚊子的大脑如何处理人类的气味可以用来干预叮咬行为，减少蚊子传播的疾病的传播，如疟疾、登革热和黄热病。Younger表示：“控制蚊子的一个主要策略是把它们吸引到诱捕器中，把它们从咬人的人群中清除出去。如果我们能够利用这些知识来了解人类的气味在蚊子的触角和大脑中是如何体现的，我们就可以开发出比人类更吸引蚊子的混合剂。我们还可以开发针对那些检测人类气味的受体和神经元的驱虫剂”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1306477.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1306477.htm

揭开新气味的面纱 科学家在气味世界中带来改变游戏规则的突破

揭开新气味的面纱科学家在气味世界中带来改变游戏规则的突破该研究结果发表在《自然》杂志上，预计将重新点燃人们对嗅觉科学的兴趣，并对香水、食品科学等产生深远的影响。嗅觉受体是位于嗅觉细胞表面的蛋白质，与气味分子结合，构成了我们身体中最多样化和最广泛的受体家族的一半。对它们更全面的理解为各种生物过程中的新发现奠定了基础。该研究的资深作者、药物化学副教授AashishManglik博士说："一段时间以来，这一直是该领域的一个巨大目标。他说，梦想是绘制数千种气味分子与数百种气味受体的相互作用图，以便化学家能够设计一种分子并预测它的气味。"Manglik说："但是我们一直无法制作这种地图，因为如果没有图片，我们不知道气味分子与它们相应的气味受体如何反应。"一张图片描绘了奶酪的香味，嗅觉涉及大约400个独特的受体。我们能检测到的数十万种气味中的每一种都是由不同的气味分子混合而成。每种类型的分子都可能被一系列的受体检测到，在每次鼻子闻到新东西的时候，都会给大脑带来一个难题。杜克大学分子遗传学和微生物学教授、Manglik的亲密合作者HiroakiMatsunami博士说："这就像在钢琴上敲击琴键以产生一个和弦。松南在过去20年里的工作重点是对嗅觉进行解码。了解气味受体是如何结合气味剂就可以从根本上解释了它是如何工作的。"为了创建这幅图，Manglik的实验室使用了一种叫做低温电子显微镜（cryo-EM）的成像技术，它允许研究人员看到原子结构并研究蛋白质的分子形状。但是在Manglik的团队能够看到气味受体与气味分子的结合之前，他们首先需要提纯足够数量的受体蛋白。气味受体是出了名的具有挑战性，有些人说不可能，在实验室里为这种目的制造。Manglik和Matsunami团队寻找一种在人体和鼻子中都很丰富的气味受体，认为它可能更容易人工制造，而且还能检测水溶性气味。他们最终选择了一种叫做OR51E2的受体，这种受体对丙酸盐有反应--这种分子会带来类似瑞士奶酪的刺激性气味。但事实证明，即使是OR51E2也很难在实验室里制造。典型的低温电镜实验需要一毫克的蛋白质来产生原子级的图像，但是共同第一作者ChristianBillesbøelle博士，Manglik实验室的高级科学家，开发了只使用1/100毫克OR51E2的方法，使受体和气味剂的快照触手可及。Billesbøelle说："我们通过克服长期以来扼杀该领域的几个技术难题实现了这一目标。这样做使我们能够在检测到气味的那一刻，首次看到气味剂与人类气味受体的连接。"这个分子快照显示，由于气味剂和受体之间非常特殊的配合，丙酸盐紧紧地粘在OR51E2上。这一发现与嗅觉系统作为危险哨兵的职责之一相吻合。虽然丙酸盐对瑞士奶酪丰富的坚果香味做出了贡献，但就其本身而言，它的气味却不那么令人胃口。Manglik说："这种受体以激光为焦点，试图感知丙酸盐，并可能已经进化到帮助检测食物何时变坏。他推测，像薄荷或香菜这样令人愉悦的气味的受体可能反而与气味剂的互动更加松散。"除了一次使用大量的受体外，嗅觉的另一个有趣的特点是我们能够检测到微小的气味，这些气味可以来去自如。为了研究丙酸盐如何激活这一受体，该合作项目邀请了希望之城的定量生物学家NagarajanVaidehi博士，他使用基于物理学的方法来模拟和拍摄OR51E2如何被丙酸盐打开。Vaidehi说："我们进行了计算机模拟，以了解丙酸盐如何在原子水平上导致受体的形状变化。这些形状变化在气味受体如何启动导致我们嗅觉的细胞信号传导过程中起着关键作用。该团队现在正在开发更有效的技术来研究其他气味受体对，并了解与受体相关的非嗅觉生物学，这些受体与前列腺癌和肠道中的血清素释放有关联。"Manglik设想了一个未来，在那里可以根据对化学品的形状如何导致感知体验的理解来设计新的气味，这与今天的药物化学家根据致病蛋白质的原子形状来设计药物并无不同。他说："我们多年来一直梦想着解决这个问题。现在有了第一个立足点，第一次看到了嗅觉分子是如何与我们的气味受体结合的。对我们来说，这只是一个开始。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357361.htm

科学家创造了一种"化学伪装" 据称可以阻止99%的蚊子叮咬

科学家创造了一种"化学伪装"据称可以阻止99%的蚊子叮咬这种伪装是由天然成分组成的。科学家们声称，它可以更有效地控制那些恼人的、发痒的（更不用说有时是致命的）蚊子叮咬。该配方是由以色列希伯来大学的科学家创造的。研究人员声称，这些化学物质足以阻止99%的蚊子落在涂有该配方的皮肤上。如果是真的，这种驱虫剂可以帮助扭转与这些小吸血虫长期斗争的局面。过去控制蚊子叮咬的高科技尝试包括转基因蚊子，其目的是帮助直接减少这些叮咬人类的昆虫的数量，那么，一种由天然成分制成的化学品究竟是如何作为蚊子的伪装物发挥作用的呢？根据研究人员的说法，它不仅能防止吸引蚊子的气味散发出来，从而阻止它们召唤其他同伴，而且这种药剂还能缓慢释放，创造一个延长的保护期。它的作用不是试图杀死蚊子，而是一开始就击退他们，使它们不敢接近。这种化合物由两种天然成分组成：吲哚，这是一种可以在花中找到的芳香物质，以及一种被称为纤维素的聚合物。该团队最近在PNAS杂志上发表了一项研究，报告称当应用该配方的薄层时，在人体皮肤上进食的蚊子减少80%。此外，还发现它能使直接接触后的蚊子产卵量减少99.4%。它不仅可以作为一种有效的驱虫剂，而且由于其较长的范围效果和持续时间，也可以起到帮助控制蚊子数量的作用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364081.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364081.htm

科学家正设法让蚊子向人类输送疫苗

科学家正设法让蚊子向人类输送疫苗科学家们已经成功地将最致命的昆虫之一变成了一个疫苗输送系统。根据NPR的新报道，一个旨在利用蚊子运送疫苗的系统的临床试验已经在英国进行。该试验的结果已经发表在《科学转化医学》上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1323219.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1323219.htm

科学家开发新的基因技术来阻止传播疟疾的蚊子

科学家开发新的基因技术来阻止传播疟疾的蚊子幸运的是，科学家们正在开发安全技术，通过对传播引起疾病的寄生虫的蚊子进行基因编辑来阻止疟疾的传播。加州大学圣地亚哥分校奥马尔·阿克巴里教授实验室的研究人员设计了一种新方法，可以从基因上抑制冈比亚按蚊种群，这种蚊子主要在非洲传播疟疾，并导致受影响地区的经济贫困。新系统瞄准并杀死冈比亚雌性，因为它们叮咬人类并传播疾病。加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种新技术来抑制冈比亚按蚊，这种蚊子主要在非洲传播疟疾，并导致受影响地区的经济贫困。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物科学学院博士后学者AndreaSmidler与前硕士生、共同第一作者JamesPai和ReemaApte于7月5日发表在《科学进展》杂志上，创建了一个名为Ifegenia的系统，“通过基因编码的核酸酶中断等位基因的遗传性女性消除”的缩写。该技术利用CRISPR技术来破坏控制冈比亚蚊子性发育的无雌性(fle)基因。加州大学伯克利分校和加州理工学院的科学家为这项研究工作做出了贡献。Ifegenia的工作原理是在非洲蚊子体内对CRISPR的两个主要元件进行基因编码。其中包括Cas9核酸酶、进行切割的分子“剪刀”，以及通过Akbari实验室在这些蚊子中开发的技术将系统引导至目标的引导RNA。他们对两个蚊子家族进行了基因改造，使其分别表达Cas9和fle靶向向导RNA。艺术家对Ifegenia的描绘，这是加州大学圣地亚哥分校开发的一项新技术，它使用CRISPR基因编辑来破坏控制非洲蚊子幼虫性发育的基因。图片来源：ReemaApte“我们将它们杂交，在后代中，所有雌性蚊子都消失不见，”斯米德勒说，“这真是非同寻常。”与此同时，冈比亚雄蚊继承了Ifegenia，但基因编辑并不影响它们的繁殖。它们仍然具有繁殖能力，可以交配并传播Ifegenia。由于雌性被移除并且种群达到繁殖的死胡同，这种虫媒传播最终被停止。作者指出，新系统规避了基因驱动等其他系统面临的某些遗传抗性障碍和控制问题，因为Cas9和引导RNA组件保持分离，直到群体准备好被抑制。作者在论文中指出：“我们表明，Ifegenia雄性仍然具有繁殖能力，并且可以加载fle突变和CRISPR机制，在后代中诱导fle突变，从而导致持续的种群抑制。通过建模，我们证明反复释放不咬人的Ifegenia雄性可以作为一种有效、可限制、可控且安全的种群抑制和消灭系统。”在新的种群抑制系统中，冈比亚按蚊幼虫被注射了基于CRISPR的基因编辑工具。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校越来越多的事实证明，蚊帐和杀虫剂等对抗疟疾传播的传统方法对于阻止疾病传播无效。全球范围内仍然大量使用杀虫剂，主要是为了阻止疟疾，疟疾增加了非洲和亚洲地区的健康和生态风险。Smidler在2019年加入加州大学圣地亚哥分校之前获得了哈佛大学博士学位（公共卫生生物科学），她正在运用她在基因技术开发方面的专业知识来解决疾病的传播及其带来的经济危害。当她和她的同事开发出Ifegenia后，她对这项技术作为抑制系统的有效性感到惊讶。Ifegenia技术研究第一作者AndreaSmidler（左）和共同第一作者ReemaApte。图片来源：Akbari实验室，加州大学圣地亚哥分校“这项技术有可能成为世界迫切需要的安全、可控和可扩展的解决方案，以一劳永逸地消除疟疾，”细胞与发育生物学系教授阿克巴里说。“现在我们需要转变努力，寻求社会接受、监管使用授权和资助机会，以使该系统接受抑制野生疟疾传播蚊子种群的最终测试。我们即将对世界产生重大影响，在实现这一目标之前我们不会停止。”研究人员指出，Ifegenia背后的技术可以适用于传播致命疾病的其他物种，例如已知传播登革热（断骨热）、基孔肯雅热和黄热病病毒的蚊子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370105.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370105.htm

科学家以蚊子听觉为目标控制其数量以减少疾病传播

科学家以蚊子听觉为目标控制其数量以减少疾病传播雄蚊能够听到隐藏在喧闹蚊群中的雌蚊发出的微弱嗡嗡声，这对它们的繁殖能力至关重要。但直到现在，人们对它们实现这一目标的机制还知之甚少。是的，蚊子有耳朵。虽然蚊子的耳朵不像脊椎动物的耳朵那样能探测到声源发出的压力波的变化，但蚊子用触角作为运动感受器，对昆虫周围环境中摆动的空气粒子做出反应。研究人员重点研究了一种与雄蚊听觉能力有关的特殊分子--章鱼胺。通过研究蚊子耳朵中的基因表达，他们发现蚊群会使雄蚊耳朵中的章鱼胺受体达到特定的峰值。他们观察到，章鱼胺通过几种方式影响听力：调节声音接收器的调谐和硬度，控制其他机械变化，从而提高雄蚊探测雌蚊的能力。虽然章鱼胺对雌性听力有影响，但影响程度低于雄性。他们还发现，给变异雄蚊注射章鱼胺并不会产生同样的听觉增强效果。研究人员认为，他们的发现对控制蚊子数量有明显的作用。该研究的通讯作者玛尔塔-安德烈斯（MartaAndrés）说："章鱼胺受体非常适合开发杀虫剂，因此特别引人关注。我们计划利用这些发现来开发新型分子，以研制疟疾蚊子的交配干扰物。因为蚊子的听觉是蚊子交配所必需的，所以可以针对蚊子的听觉来破坏蚊子的繁殖。而增加对蚊子听觉神经科学的了解，可以开发出用于控制蚊子的蚊子交配干扰物"。研究人员说，他们的研究将促使人们进一步研究蚊子听觉的基础机制以及如何利用这种机制。共同通讯作者约尔格-阿尔伯特（JoergAlbert）说："蚊子听觉的分子和机制复杂性确实令人瞩目。随着章鱼胺途径的确定，我们才刚刚开始触及冰山一角的外表面。毫无疑问，未来的研究将更深入地揭示蚊子听觉的工作原理，也将为我们提供控制蚊子数量和减少人类疾病的新机会。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376847.htm