Генетически модифицированные комары потеряли вкус к людям

Учёным из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) удалось генетически модифицировать комара. Насекомое стало совершенно по-другому воспринимать запахи еды, цветов, человеческого тела и диэтилтолуамида (ДЭТА), входящего в состав всех средств от комаров.

"Настало время применять генную инженерию для борьбы с насекомыми, которые являются переносчиками инфекции. Я думаю, что наша работа может послужить отличным примером того, как это можно сделать", — говорит ведущий автор исследования Лесли Воссхолл (Leslie Vosshall).

В 2007 году биологи расшифровали геном кусаки жёлтолихорадочного Aedes aegypti, переносчика, как видно из названия, жёлтой лихорадки (а также лихорадки денге и других очень опасных заболеваний). В том же году учёные смогли генетически модифицировать насекомое, добавив ему дополнительный ген для борьбы с паразитическими переносчиками малярии. В 2008 года Воссхолл перешла на работу в Институте Говарда Хьюза. Она сменила вектор своей научной деятельности с изучения мушек дрозофил на комаров, полагая, что последние имеют более тесную связь с человеческой жизнью.

Десятью годами ранее Воссхолл и её команда удалили из генома мушки ген orco, отвечающий за восприятие запахов. Сегодня она говорит, что эта работа помогла ей в её последнем исследовании: "Мы понимали, что комары, скорее всего, тоже ориентируются по запаху. И потому решили произвести похожую операцию с ними".

Команда учёных обратилась к генно-инженерному инструменту под названием нуклеаза белкового домена "цинковые пальцы" (Zinc-finger nuclease), чтобы прицельно модифицировать ген orco у представителей вида A. aegypti. Они ввели нуклеазу в эмбрион комара, подождали, пока он не вырос, и таким образом создали мутационный штамм для дальнейшего изучения этого гена в биологии насекомого. У генетически модифицированных комаров наблюдалась пониженная нейронная активность в участках, отвечающих за восприятие запахов. Однако практические тесты показали намного более интересные изменения.

Если у комаров есть выбор между тем, чтобы укусить человека или укусить животное, нормальный жёлтолихорадочный комар полетит к человеку. Но комары с мутацией в гене orco предпочитают морских свинок человеку даже в присутствии углекислого газа, который помогает насекомому сделать правильный выбор.

"Мы изменили всего один ген, но этого было уже достаточно, чтобы полностью запутать комара в его вкусовых предпочтениях", — рассказывает Воссхолл. Правда, до сих пор остаётся непонятным, происходят такие изменения из-за того, что насекомое не может почувствовать вкусного запаха человеческого тела или же неприятного запаха морской свинки. Возможно, также, что они не чувствуют ни того, ни другого, сообщается в пресс-релизе института.

На следующем этапе работы команда проверила, реагируют ли комары иначе на диэтилтолуамид (ДЭТА) − средство, отпугивающее кровососущих насекомых. Изменённым комарам предложили на выбор две человеческие руки, одна из которых была густо намазана 10% раствором диэтилтолуамида. Выяснилось, что насекомые летят в равной степени к обеим конечностям, что свидетельствует о том, что запаха этого вещества они более не чувствуют.

"Это также говорит нам о том, что комары используют разные рецепторы для разных запахов: одни работают постоянно, когда насекомое находится в полёте, а другие включаются лишь тогда, когда оно опускается на поверхность человеческой кожи", — комментирует Воссхолл. Это открытие представляет особый интерес для науки, потому что вокруг двойного обоняния комаров уже велись споры, но экспериментально это до сих пор было не подтверждено.

В дальнейшем биологи планируют выяснить, почему для этих насекомых так привлекательна именно человеческая кровь, что в их организме за это отвечает и как бороться с их пристрастием. Исследователи считают, что после того, как они найдут ответы на все эти вопросы, они смогут вывести формулу принципиально нового средства от комаров.

С результатами работы Воссхолл и её коллег можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную в журнале Nature.