Esti esti piknikek a parkban, naplemente sörök a tónál és a meleg éjszaka nyitott ablakokkal csak néhány a nyár nyárának. Ahogy a szürkület esik, a bolygó egyik legbosszantó lénye megrohamozódik: a szúnyog. A szabadtéri tevékenységeket abbahagyják a bokát karcoló őrület, és az alvás zavartak, amikor szerencsétlenül verekedünk a gyötrelmünk nyugtató forrásánál.
kapcsolodo tartalom
- A világ megalkotásai a dengue-lád elpusztítóbbá válnak
- Ez az édes illatú gyógyszer el tudja távolítani a szúnyogokat
- A gének vonzóbbá teszik az embereket a szúnyogok iránt
- Lehet-e a GM szúnyogok előkészíteni az utat egy trópusi vírus terjedésére?
Természetesen ezek a kellemetlenségek semmi sem, összehasonlítva a szúnyogok által okozott károkkal, mint olyan betegségek átadói, mint a malária, a dengue-lomb vagy a sárga láz. Az Egészségügyi Világszervezet szerint csak a szúnyogok által terjesztett sárga láz évente több mint 30 000 halálesetet okoz.
De most az emberi és a szúnyogok közötti folyamatban lévő csatában valószínűleg megszereztük a kezét. A texasi A&M egyetemi tudósok úgy vélik, hogy megtaláltak egy módszert a vérszopók túlélésére, azáltal, hogy becsapják őket, hogy úgy döntenek, hogy nem harapnak bennünket, és fő szövetségesük ebben a ruse-ban a bőrünkön élő milliárd baktérium.
A baktériumok "beszélnek" egymással egy kvórumérzékelésnek nevezett kémiai rendszer segítségével. Ezt a sejt-sejt kommunikációt arra használják, hogy ellenőrizzék vagy megakadályozzák a közösségen belüli bizonyos viselkedéseket, mint például rajzás vagy biofilm előállítása, mint például a plakk kialakulása a fogainkon. A beszélgetés megkezdéséhez a baktériumok olyan vegyületeket állítanak elő, amelyek specifikus biokémiai üzeneteket tartalmaznak. Minél több ilyen vegyületet állítanak elő, annál koncentráltabbá válik az üzenet, amíg el nem éri azt a küszöböt, amely csoportválaszt vált ki. A viselkedés nagyobb valószínűséggel fordul elő, amikor az üzenet "hangosabbá" válik - és ez megkönnyíti más szervezetek számára, hogy lehallgassák a baktériumok fecsegését.
"Még az emberek reagálnak a kvórumérzékelő molekulákra" - mondja Jeffery K. Tomberlin, a Texas A&M viselkedési ökológusa. "Például, ha valami bomlik, vannak olyan kvórumérzékelő molekulák, amelyek ebben a folyamatban szabadulnak fel, és azt mondják, hogy ez az. nem jó környezet. ”
Lépj be a szúnyogba. A korábbi munkák szerint olyan tényezők, mint a kilégzett szén-dioxid térfogata, a testhőmérséklet, a test illata és még a ruháink színe is befolyásolhatják, mennyire vonzóak vagyunk a vérszomjas rovarok számára. Tomberlin szerint a szúnyogok baktériumkommunikációs rendszerekbe is becsapódhatnak, az antennáikon kemoreceptorokat használva, mint például a II. Világháború kódmegszakítói, akik egy titkosított adást elfognak: „Radarrendszerük rendkívül érzékeny, és képes felvenni ezeket az üzeneteket. És van felszerelésük, amely lehetővé teszi számukra az üzenetek megszakítását ”- mondja.
Evolúciós szempontból a kvórumérzékelés mindig történt a természetben, és a szúnyogok kifejlesztették azt a képességet, hogy ezeket a kommunikációs útvonalakat a természetes szelekción keresztül érzékeljék. A szúnyogok abban a hackelésben részesülnek, hogy információkat gyűjtnek a vérgazda minőségéről, és szelektívek a kit célozzák meg. De a baktériumok kommunikációs útvonalai tovább fejlődnek, és versengő szervezetek között versenyt eredményeznek - az egyik oldalon a baktériumok üzeneteket produkálnak, másfelől a szúnyogok megpróbálják értelmezni őket.
„Az ellenfeled mindig megváltoztatja kódjának titkosítását. Meg kell törnie ezt a kódot, és a túlélésed attól függ ”- mondja Tomberlin. Tudva, hogy a mikrobiális kommunikáció befolyásolhatja a szúnyogok vonzódását, Tomberlin és a Texas A & M kollégái - köztük Craig Coates, Tawni Crippen és végzős kutató Xinyang Zhang - megmutatták, hogy az emberek képesek lehetnek a hackerek feltörésére, és befolyásolhatják, hogy a szúnyogok be akarnak-e harapni minket.
A Staphylococcus epidermidis az emberi bőrön általában előforduló több mint ezer baktériumfaj közül egy. A csoport az S. epidermidis mutáns formáját használta , amelyben törölte a genetikai mechanizmust, amely a kvórum-érzékelő rendszerét kódolja. A baktériumok biokémiai útvonalainak megszakadása után a szúnyogok „megfigyelőberendezése” már nem tudta lehallgatni.
A gyakori bőr baktériumok, a Staphylococcus epidermidis mikroszkópos képe. (David Scharf / Corbis) A csoport ezután kísérleteket hajtott végre vérerelőkkel, amelyeket steril ronggyal borítottak be, vagy elnémított mutánsokkal, vagy módosítatlan vad típusú baktériumokkal. A csapat összehasonlította az adagolók vonzerejét a nők Aedes aegypti szúnyogával, a sárga láz fő terjesztőjével.
A vérerelők egy paraffinréteggel lezárt tenyésztő lombikból álltak, amelybe a szúnyogok behatolhattak. Milliméter nyúlvért fecskendeztünk be a film és a tenyésztő lombik közé, és meleg vizet pumpáltunk át a lombikba, hogy a vért átlagos testhőmérsékleten tartsuk. A csapat 50 darab szúnyogot tartalmazó átlátszó műanyag ketrecbe helyezte a takarmányokat, és 15 percre a ketrecekben hagyta. Videofelvételként rögzítették a rovarok viselkedését, lehetővé téve számukra, hogy minden percben megszámolhassák a szúnyogok számát.
A csoport különböző forgatókönyveket tesztelt, például a vad típusú vagy mutáns baktériumokkal kezelt vérerelőket külön ketrecekbe helyezte, majd mindkét típusú baktériumot ugyanabba a ketrecbe helyezte egyszerre. Amikor választást kaptak, "kétszer annyi szúnyogot vontak a vad típusú adagolókba a vérerelőben, mint a mutánsokat a vérerelőben" - mondja Tomberlin.
Ezen eredmények alapján, amelyeket jelenleg készítenek a PLOS One-hoz történő benyújtásra, a csoport úgy véli, hogy a baktériumokkal való kommunikáció gátlása új módszereket eredményezhet a szúnyogok elrettentésére, amelyek biztonságosabbak lesznek a kemény kémiai repelenseknél, mint például a DEET. Ennek fontos következményei lehetnek a szúnyogok által terjesztett betegségek, például a sárga láz terjedésének csökkentésére. „A baktériumok az első védelmi vonalunk, és ösztönözni akarjuk szaporodásukat. Előfordulhat azonban, hogy előállítunk olyan természetes riasztószereket, amelyek lehetővé teszik, hogy hazudjunk a szúnyogoknak "- mondja Tomberlin. - Érdemes módosítanunk a megjelenő üzeneteket, amelyek azt mondanák, hogy a szúnyog azt mondja, hogy nem vagyunk jó házigazdák, hanem olyan vegyi anyagok kifejlesztése, amelyek ártalmasak lehetnek baktériumainkra a bőrünkön, vagy maga a bőrünk is. ”
Tomberlin megjegyzi, hogy a baktériumokkal folytatott beszélgetések manipulálásához sok más alkalmazás is lehet, és ezeket más intézményekben aktívan tanulmányozzák. Az egészségügyi alkalmazások szempontjából a baktériumok közötti kommunikáció blokkolása a cisztás fibrózisban szenvedő betegek tüdején új betegségkezelési módszereket eredményezhet. Az energiaiparban a kvórumérzékelés gátlása csökkentheti az olajvezetékek mikrobák által okozott korrózióját.
Az olyan kutatók, mint például Thomas K. Wood a Pennsylvaniai Állami Egyetemen, Rodolfo García-Contreras a Mexikói Egyetemen, és a Kyushu Technológiai Intézet Toshinari Maeda vezetõek a kvórumérzékelõ kutatásokban. Wood szerint a baktériumokkal való kommunikáció manipulálására tett erőfeszítéseknek figyelembe kell venniük a mikrobák kifinomult kémprogramozási technikáit: "Megpróbáljuk megérteni, hogy a baktériumok hogyan fejlesztenek rezisztenciát az új típusú vegyületekkel szemben, amelyek megakadályozzák a baktériumok beszélgetését" - mondja.
Tehát most a szúnyogok és a tudomány számára a kódtörő verseny folyik.
