Вечерните пикници в парк, залез бири край езеро и топли нощи с отворени прозорци са само част от изкушенията на лятото. Но когато падне здрач, едно от най-вбесяващите същества на планетата се движи: комарът. Заниманията на открито се изоставят при безумие за надраскване на глезена и сънят е нарушен, докато ние безсмислено плуваме в хленчещия източник на нашите мъки.
Свързано съдържание
- Мегаполисите в света правят денгата по-мъртва
- Тази сладко миришеща билка може да отдели комарите
- Гените правят някои хора по-привлекателни за комарите
- Може ли GM Mosquitoes да проправи път за разпространение на тропически вирус?
Разбира се, всички тези дискомфорти са нищо в сравнение с вредите, които комарите нанасят като преносители на заболявания като малария, денга или жълта треска. Според Световната здравна организация само жълтата треска, причинена от комари, причинява повече от 30 000 смъртни случаи годишно.
Но сега, в продължаващата битка между хора и комари, може би просто сме спечелили. Учените от Тексаския университет A&M смятат, че са намерили начин да надхитрят кръвосмукачите, като ги подмамят да решат да не ни ухапят, а основните им съюзници в тази настилка са милиардите бактерии, които живеят на кожата ни.
Бактериите се "разговарят" помежду си, използвайки химическа система, наречена кворум. Тази комуникация между клетките и клетките се използва за контрол или предотвратяване на конкретно поведение в рамките на дадена общност, като рояк или производство на биофилм, като образуването на плака върху зъбите ни. За да започнете разговор, бактериите произвеждат съединения, които съдържат специфични биохимични съобщения. Колкото повече от тези съединения се произвеждат, толкова по-концентрирано става съобщението, докато достигне праг, който предизвиква групов отговор. Поведението е по-вероятно да възникне, тъй като съобщението става "по-силно" - и това улеснява другите организми да подслушват бактериалния бъбрив.
„Дори хората реагират на молекули, чувствителни към кворума“, казва Джефри К. Томбърлин, поведенчески еколог в Тексас A&M. „Например, ако нещо се разлага, в този процес се отделят молекули, чувствителни към кворум, които ни казват, че е не е добра среда. "
Влез в комара. Предишната работа предполага, че фактори като обемът на въглеродния диоксид, който издишваме, телесната температура, миризмата на тялото и дори цветът на дрехите ни, могат да повлияят на това колко сме привлекателни за кръвожадните насекоми. Според Томбърлин комарите също могат да нахлуят в бактериални комуникационни системи, използвайки хеморецептори на антените си, по-скоро като прекъсвачи на кодове от Втората световна война, прихващащи криптирана трансмисия: „Радарната им система е изключително чувствителна и може да вземе тези съобщения, които се появяват. И разполагат с оборудването, което им позволява да прекъсват тези съобщения “, казва той.
Еволюционно казано, в организма винаги е имало кворум, а комарите развиват способността да възприемат тези комуникационни пътища чрез естествен подбор. Комарите се възползват от това хакване, като събират информация за качеството на кръвния гостоприемник и са избирателни към кого са насочени. Но бактериалните комуникационни пътища продължават да се развиват, което води до надпревара между конкурентни организми - от една страна бактериите произвеждат съобщения, а от друга, комарите се опитват да ги интерпретират.
„Опонентът ви винаги променя криптирането на техния код. Трябва да нарушите този код и вашето оцеляване зависи от него “, казва Томбърлин. Знаейки, че микробната комуникация може да повлияе на привличането на комари, Томбърлин и неговите колеги от Тексас A&M - включително Крейг Коутс, Тавни Крипън и дипломиран изследовател Синян Джан - сега показаха, че хората може да могат да хакнат хакерите и да повлияят дали комарите решат да ни ухапят.
Staphylococcus epidermidis е един от повече от хиляда бактериални вида, често срещащи се върху човешката кожа. Екипът използва мутантна форма на S. epidermidis, при която те изтриват генетичния механизъм, който кодира неговата система за установяване на кворума. След като биохимичните пътища на бактериите бяха нарушени, „оборудването за наблюдение“ на комарите вече не можеше да подслушва.
Микроскопски изглед на обикновената кожна бактерия Staphylococcus epidermidis . (Дейвид Шарф / Корбис) След това екипът проведе серия експерименти, използвайки хранилки за кръв, които бяха покрити със стерилна кърпа, обработена или със заглушени мутанти, или с немодифицирани диви видове бактерии. Екипът сравни привлекателността на хранилките с женския комар Aedes aegypti, основното предаващо средство за жълта треска.
Хранителните устройства се състоят от културна колба, запечатана с парафинов филм, през който комарите могат да проникнат. Между филма и колбата за култура се инжектира милиметър заешка кръв и през колбата се изпомпва топла вода, за да се поддържа кръвта при средна телесна температура. Екипът постави хранилки в прозрачни пластмасови клетки, съдържащи 50 комара, и ги остави в клетките за 15 минути. Те записват поведението на насекомите на видео, което им позволява да отчитат броя на хранещите се комари във всяка минута.
Екипът тества различни сценарии, като поставяне на хранилки за кръв, третирани или с диви видове, или с мутантни бактерии, в отделни клетки, след което поставяне на двата вида бактерии в една и съща клетка едновременно. Когато му бъде даден избор, „два пъти повече комари бяха привлечени от дивия тип на хранилката на кръвта, а не от мутанта на хранилка за кръв“, казва Томбърлин.
Въз основа на тези открития, които в момента се подготвят за представяне в PLOS One, екипът вярва, че възпрепятстването на бактериалната комуникация може да доведе до нови методи за възпиране на комарите, които биха били по-безопасни от суровите химически репеленти като DEET. Това може да има важни последици за намаляване на разпространението на болести, пренасяни от комари, като жълта треска. „Бактериите са първата ни отбранителна линия и искаме да насърчим разпространението им. Въпреки това, може да успеем да произвеждаме естествени репеленти, които ще ни позволят да лъжем комари, "казва Томбърлин." Може да искаме да променим съобщенията, които се освобождават, които да кажат на комар, че не сме добър домакин, вместо разработване на химикали, които могат да бъдат вредни за бактериите върху кожата ни или за самата кожа. “
Томбърлин отбелязва, че манипулирането на бактериални разговори може да има много други приложения и че те се изучават активно в други институции. По отношение на здравните приложения, блокирането на комуникацията между бактериите в белите дробове на пациенти с муковисцидоза може да доведе до нови лечения на болестта. А в енергийната индустрия, инхибирането на чувствителността на кворума може да намали корозията на нефтопровода, причинена от микроби.
Изследователи като Томас К. Ууд от Държавния университет в Пенсилвания, Родолфо Гарсия-Контрерас от Универсидадския национален район на Мексико и Тошинари Маеда от Технологичния институт в Кюшу са лидери в изследванията за определяне на кворума. Според Ууд, усилията за манипулиране на бактериалната комуникация трябва да отчитат усъвършенстваните техники за борба с шпионажа на микробите: „Ние също се опитваме да разберем как бактериите развиват резистентност към новите видове съединения, предназначени да спрат бактериите да говорят“, казва той.
Така че сега, за комарите и за науката, състезанието за нарушаване на кода продължава.
