Kial moskitoj elektas nin? Lindy McBride estas en la kazo.

Malmultaj bestoj specialiĝas tiel ĝisfunde kiel la moskitoj, kiuj portas malsanojn kiel Zika, malario kaj dengue. Fakte, de la pli ol 3,000 moskitospecioj en la mondo, la plej multaj estas oportunismaj, diris Carolyn "Lindy" McBride, lektoro de ekologio kaj evolua biologio kaj la Princeton Neuroscience Institute.

Ili povas esti mamuloj mordantoj, aŭ birdmordantoj, kun milda prefero por diversaj specioj ene de tiuj kategorioj, sed la plej multaj moskitoj estas nek tute sendistingaj nek speciospecifaj. Sed ŝi plej interesiĝas pri la moskitoj, kiujn sciencistoj nomas "malsanvektoroj" - portantoj de malsanoj kiuj plagas homojn - kelkaj el kiuj evoluis por mordi homojn preskaŭ ekskluzive..

McBride gajnis du grandajn subvenciojn ĝuste ĉi-monate por subteni ŝian daŭran esploradon pri malsanvektoraj moskitoj.. En oktobro. 2, anoncis la Naciaj Institutoj pri Sano ke McBride ricevis unu el 33 New Innovator Awards de NIH Director por "nekutime kreivaj sciencistoj kun tre novigaj esplorideoj en frua stadio de sia kariero,” promeso $2.4 milionoj al ŝia esplorado dum la venontaj kvin jaroj. Kaj la oktobron. 23, la New York Stam Cell Foundation nomis ŝin unu el iliaj ses NYSCF-Robertson Investigators por 2018, anoncante ke ili provizos $1.5 milionoj dum kvin jaroj al ĉiu el ĉi tiuj "promesplenaj fruaj karieraj sciencistoj, kies avangarda esplorado havas la eblon akceli traktadojn kaj kuracojn."

McBride studas plurajn moskitojn, kiuj portas malsanojn, inkluzive Temploj de la egiptoj, kiu estas la primara vektoro por dengue, Zika kaj flava febro, kaj Culex pipiens, kiu portas Okcidentan Nilan viruson. A. aegypti specialiĝas pri homoj, dum C. pipiens estas malpli specialigita, permesante al ĝi transdoni Okcidentan Nilon de birdoj ĝis homoj.

"Estas la specialistoj kiuj tendencas esti la plej bonaj malsanvektoroj, pro evidentaj kialoj: Ili mordas multajn homojn,” diris McBride. Ŝi provas kompreni kiel la cerbo kaj genaro de ĉi tiuj moskitoj evoluis por specialigi ilin pri homoj - inkluzive kiel ili povas distingi nin de aliaj mamuloj tiel efike..

Esploristoj en la laboratorio de McBride ofte flugas aeron tra kobajoj Molly (vidita ĉi tie) kaj Mia (ne bildigita), kolekti ilian odoron por moskito esplorado. En eksperimentoj, moskitoj ricevas la elekton inter la odoro de la kobajoj kaj homa odoro; nek la homoj nek la kobajoj estas rekte elmetitaj al moskitoj.

Foto de Danielle Alio, Oficejo de Komunikado

En komuna gazetara komuniko en aŭgusto, La du senatanoj de Nov-Ĵerzejo laŭdis la laboron de McBride - kvankam ne laŭnome, ĉar la subvencioj ankoraŭ ne estis publike anoncitaj. "Ĉi tiu subvencio helpos protekti publikan sanon subtenante pioniran esploradon ĉe Princeton pri la moskitospecio respondeca por disvastigo de malsanoj kiel Zika., dengo, flava febro kaj Okcidenta Nilo-viruso, kaj povas finfine teni la ŝlosilon por malhelpi la transdonon de ĉi tiuj malsanoj,” diris Sen. Cory Booker, kiu estis de Princeton 2018 Klastago-parolanto.

"Ĉi tiu financado helpos nin akiri pli bonan komprenon pri moskitaj infektoj, kiel la viruso de Okcidenta Nilo kiu jam infektis plurajn homojn en nia ŝtato,” diris Sen. Bob Menéndez. "Estas grave, ke ni plene komprenu moskitojn kaj la virusojn, kiujn ili portas, por ke ni povu labori por agreseme malhelpi la disvastiĝon de pliaj malsanoj kaj protekti ĉiujn Nov-Ĵerzejanojn."

Helpi ŝin kompreni kio altiras al ni hom-specialigitajn moskitojn, McBride komparas la konduton, genetiko kaj cerbo de la Zika moskito al afrika trostreĉiĝo de la sama specio kiu ne specialiĝas pri homoj.

La NYSCF-subvencio subtenos bazan sciencan esploron pri kiel bestaj cerboj interpretas kompleksajn aromojn. Tio estas pli komplika propono ol ĝi unue ŝajnas, ĉar homa odoro konsistas el pli ol 100 malsamaj kunmetaĵoj — kaj tiuj samaj kunmetaĵoj, en iomete malsamaj proporcioj, ĉeestas ĉe plej multaj mamuloj.

"Ne iu el tiuj kemiaĵoj estas alloga por moskitoj per si mem, do moskitoj devas rekoni la rilatumon, la preciza miksaĵo de komponantoj, kiu difinas homan odoron,” diris McBride. “Do kiel ilia cerbo eltrovas ĝin?”

La NIH-subvencio financas pli aplikatan esploradon pri kia kombinaĵo de kunmetaĵoj altiras moskitojn. Tio povus konduki al logiloj kiuj altiras moskitojn al mortigaj kaptiloj, aŭ forpuŝrimedoj kiuj interrompas la signalon.

Plej multaj moskitostudoj en la lastaj jardekoj estis kondutismaj eksperimentoj, kiuj estas tre laborintensaj, diris McBride. “Vi donas al ili odoron kaj diras, 'Ĉu vi ŝatas tion?’ kaj eĉ kun kvin kunmetaĵoj, la nombro da permutaĵoj, kiujn vi devas trapasi por eltrovi precize, kio estas la ĝusta proporcio - ĝi estas superforta." Kun 15 aŭ 20 kunmetaĵoj, la nombro da permutaĵoj altiĝas, kaj kun la plena komplemento de 100, ĝi estas astronomia.

Por provi la odoran preferon de moskitoj, La laboratorio de McBride ĉefe uzis kobajojn, malgrandaj mamuloj kun malsama miksaĵo de multaj el la samaj 100 odoraj komponaĵoj de homoj. Esploristoj kolektas sian odoron blovante aeron super siaj korpoj, kaj ili tiam prezentas moskitojn kun elekto inter kobajo kaj homa brako. Hom-specialigita "hejma" A. aegypti moskitoj iros al la brako 90 al 95 procentoj de la tempo, diris McBride, sed la afrika "arbaro" A. aegypti moskitoj pli verŝajne flugas al la aromo de kobajo.

En alia lastatempa eksperimento, tiama altranga Meredith Mihalopoulos de la Klaso de 2018 varbis sep volontulojn kaj faris "prefertestojn" kun kaj arbaro kaj hejma A. aegypti moskitoj. Ŝi lasis la moskitojn elekti inter ŝi mem kaj ĉiu el la volontuloj, trovante ke kelkaj homoj estas pli allogaj al la insektoj ol aliaj. Tiam Alexis Kriete, esplorspecialisto en la McBride-laboratorio, analizis la odoron de ĉiuj partoprenantoj. Ili montris ke dum la samaj kunmetaĵoj ĉeestis, ĉiu homo estis pli simila unu al la alia ol al la kobajoj.

"Estas nenio vere unika pri iu besta odoro,” diris McBride. "Ne ekzistas unu kunmetaĵo, kiu karakterizas specion de kobajo. Rekoni specion, vi devas rekoni miksaĵojn."

Kun ilia nova financado, la McBride-laboratorio vastiĝos por inkluzivi aliajn mamulojn kaj birdojn en sia esplorado. Diplomiĝinta studento Jessica Zung laboras kun bienoj kaj zooj por kolekti hararon, felo, plumaj kaj lanaj specimenoj el 50 bestospecioj. Ŝi esperas ĉerpi odoron de ili kaj analizi la odorojn ĉe Rutgers University-instalaĵo kiu frakciigas odorojn kaj identigas la rilatumon de la kunmetaĵoj.. Enmetante iliajn odorprofilojn en komputilan modelon, ŝi kaj McBride esperas kompreni kiel ekzakte moskitoj eble evoluis por distingi homojn de ne-homaj bestoj..

La subvencioj ankaŭ subtenos tute novan aliron disvolvitan de diplomiĝinta studento Zhilei Zhao: bildigi moskitajn cerbojn ĉe tre altaj rezolucioj por kompreni kiel moskito identigas sian venontan viktimon. "Kia kombinaĵo de neŭralaj signaloj en la cerbo igas la moskiton esti altirita aŭ forpuŝita?” demandis McBride. “Se ni povas eltrovi tion, tiam estas bagatela ekzameni miksaĵojn, kiuj povas esti allogaj aŭ forpuŝi. Vi metas la moskiton tie supre, malfermu ĝian kapon, imagu la cerbon, krevi unu aromon post alia, kaj rigardu: Ĉu ĝi trafas la ĝustan kombinaĵon de neŭronoj?”

Ŝlosilo al tiu studo estos la bildiga ekipaĵo provizita de Bezos Center for Neural Circuit Dynamics de Princeton, diris McBride. "Ni povas iri tien kaj diri, ke ni volas bildigi ĉi tion, ĉe ĉi tiu rezolucio, kun ĉi tiu orientiĝo, kaj kelkajn monatojn poste, la mikroskopo estas konstruita," ŝi diris. “Ni povintus aĉeti nepretektan mikroskopon, sed ĝi estus tiom pli malrapida kaj tiom malpli potenca. Helpo de Stephan Thiberge, la direktoro de la Centro Bezos, estis kritika por ni."

McBride komencis sian biologian karieron studante evoluon en papilioj, sed ŝi estis logita al malsanvektoraj moskitoj pro kiom facile ili estas bredeblaj en la laboratorio. Dum la papilioj kiujn McBride studis bezonas jaron por disvolviĝi, A. aegypti moskitoj povas trairi tutan vivociklon en tri semajnoj, permesante rapid-ŝanĝajn genetikajn eksperimentojn.

“Tio unue altiris min al moskitoj,” diris McBride. "Unu el la surprizoj por mi estis kiom kontentige estas ke ili havas efikon al homa sano. Certe ne tial mi eniris biologion — mi studis birdojn kaj papiliojn en la montoj., tiom malproksime de homoj kiel mi povus atingi - sed mi vere aprezas tiun elementon de moskito laboro nun.

"Sed kio ankoraŭ estas tiel ekscita estas kiom facile ni povas manipuli moskitojn por testi hipotezojn pri kiel novaj kondutoj evoluas.. … Ni povas krei transgenajn streĉojn, ni povas bati genojn, ni povas aktivigi neŭronojn per lumo. Ĉiuj ĉi tiuj aferoj estis faritaj en modelsistemoj, kiel muso kaj muŝo, sed neniam en nemodela organismo, neniam en organismo - mi montras mian antaŭjuĝon ĉi tie - kun tia interesa ekologio kaj evoluo."

Fonto: