太難了！改造蚊子，讓它們不愛(ài)“人味兒”，結(jié)果科學(xué)家驚呆了

為了躲避蚊子，人類(lèi)也是想過(guò)各種各樣的方法。比如開(kāi)發(fā)驅(qū)蚊劑。很多驅(qū)蚊劑使用的有效成分是蚊子討厭的氣味，蚊子聞到就想避開(kāi)。而且，蚊子對(duì)這些氣味特別敏感，因此驅(qū)蚊劑涂在皮膚上，還會(huì)掩蓋我們的“人味兒”——沒(méi)錯(cuò)，人和其他蚊子愛(ài)叮的動(dòng)物都會(huì)散發(fā)出一些特有的氣味刺激蚊子的嗅覺(jué)神經(jīng)。

專(zhuān)門(mén)研究蚊子嗅覺(jué)的科學(xué)家Christopher J。 Potter教授就想到了一個(gè)主意：改造蚊子的嗅覺(jué)神經(jīng)，會(huì)不會(huì)讓它們聞到“人味兒”也像聞到驅(qū)蚊劑一樣覺(jué)得“味兒太沖”？如果是這樣的話，蚊子不就根本不想靠近我們了嗎？

Potter教授在改造昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)系統(tǒng)方面頗有經(jīng)驗(yàn)。他在約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院（Johns Hopkins University School of Medicine）的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，并在另一種依靠嗅覺(jué)搜索食物的昆蟲(chóng)——果蠅身上成功做過(guò)實(shí)驗(yàn)。

果蠅通過(guò)頭部、觸角和上頜觸須的嗅感受器神經(jīng)元感知?dú)馕丁Ｍㄟ^(guò)改造，研究人員在它們的嗅感覺(jué)神經(jīng)元上額外“安裝”了大量氣味受體（OR）。如此一來(lái)，基于氣味受體的信號(hào)大量輸送到大腦，果蠅聞到氣味后扭頭飛走。

▲觸角也是蚊子的重要嗅覺(jué)器官，觸角毛有嗅感覺(jué)神經(jīng)元，上面分布著氣味受體，可被不同的氣味分子激活（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

參考先前的經(jīng)驗(yàn)，這支研究團(tuán)隊(duì)著手改造雌性岡比亞按蚊（Anopheles gambiae），這些蚊子正是傳播瘧疾的罪魁禍?zhǔn)字弧?/p>

研究人員通過(guò)基因改造讓蚊子的嗅感覺(jué)神經(jīng)元大量表達(dá)一種名為AgOR2的氣味受體，這些受體對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物皮膚上的主要成分（如吲哚和苯甲醛）有反應(yīng)。根據(jù)設(shè)想，人或動(dòng)物發(fā)出的這些氣味分子本來(lái)只會(huì)激活特定的一小群嗅感覺(jué)神經(jīng)元，現(xiàn)在就可以激活幾乎所有的嗅感覺(jué)神經(jīng)元，應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致蚊子逃避過(guò)于強(qiáng)烈的氣味信號(hào)。

改造雖然成功了，蚊子的行為卻令研究人員大感意外。通過(guò)測(cè)量嗅感覺(jué)神經(jīng)元的活動(dòng)，他們發(fā)現(xiàn)，與設(shè)想相反，過(guò)度表達(dá)AgOR2受體的蚊子對(duì)動(dòng)物氣味分子反而變得遲鈍了。

非但如此，蚊子對(duì)化學(xué)氣味分子的反應(yīng)普遍降低——這意味著，那些原本讓它們難以忍受的驅(qū)蟲(chóng)劑，也沒(méi)有那么沖了？實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這個(gè)不妙的猜測(cè)：研究人員用常見(jiàn)的驅(qū)蚊劑成分（如檸檬草精油）測(cè)試蚊子對(duì)氣味的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)過(guò)度表達(dá)AgOR2的蚊子變得無(wú)視驅(qū)蟲(chóng)劑的存在……

▲未改造的蚊子聞到動(dòng)物氣味時(shí)，觸角中的嗅覺(jué)神經(jīng)元會(huì)被激活（上圖中發(fā)藍(lán)光的部分），改造后的蚊子擁有了更多氣味受體AgOR2（下圖），卻對(duì)動(dòng)物氣味無(wú)動(dòng)于衷（圖片來(lái)源：參考資料[1]；Sarah Maguire & Christopher Potter， Johns Hopkins Medicine）

看到這樣的結(jié)果，Potter教授說(shuō)：“當(dāng)實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有得到預(yù)期的進(jìn)展時(shí)，通常意味著會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

所以研究人員又繼續(xù)對(duì)背后的分子機(jī)制進(jìn)行了探索。利用RNA測(cè)序技術(shù)，他們檢查了蚊子觸角嗅覺(jué)神經(jīng)元里的基因表達(dá)。正常情況下，不同嗅感覺(jué)神經(jīng)元上有不同的氣味受體，而他們發(fā)現(xiàn)，人為增加AgOR2后，原有的天然受體的表達(dá)量減少了95%。也就是說(shuō)，與沒(méi)有經(jīng)過(guò)改造的蚊子相比，過(guò)量表達(dá)氣味受體AgOR2的蚊子會(huì)以某種方式關(guān)閉其他氣味受體的基因表達(dá)，這是過(guò)去在果蠅實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有發(fā)生過(guò)的。

研究人員推測(cè)，蚊子體內(nèi)可能有一種保障機(jī)制，通過(guò)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，確保嗅感覺(jué)神經(jīng)元上只表達(dá)一種類(lèi)型的氣味受體。而這種調(diào)節(jié)過(guò)程可能與蚊子嗅覺(jué)發(fā)育過(guò)程更長(zhǎng)有關(guān)。

在他們最近發(fā)表于Cell Reports上的論文中，研究人員分析，按蚊的嗅覺(jué)系統(tǒng)會(huì)持續(xù)發(fā)育到羽化后的成蟲(chóng)階段，此時(shí)嗅覺(jué)神經(jīng)元還能基于周?chē)h(huán)境靈活表達(dá)不同的氣味受體，這會(huì)很有利于找到叮咬對(duì)象。

Potter教授總結(jié)說(shuō)：“蚊子比我們想象的難搞多了?！辈贿^(guò)，科學(xué)家并沒(méi)有放棄，為了讓蚊子不再喜歡“人味兒”，他們還在繼續(xù)尋找新的方法欺騙蚊子的嗅覺(jué)系統(tǒng)。

衷心希望科學(xué)家們?cè)缛粘晒Γ?/p>