मच्छर हमें क्यों चुनते हैं? लिंडी मैकब्राइड मामले पर है.

कुछ जानवर जीका जैसी बीमारियों को ले जाने वाले मच्छरों के रूप में अच्छी तरह से विशेषज्ञ होते हैं, मलेरिया और डेंगू बुखार. असल में, से अधिक का 3,000 दुनिया में मच्छरों की प्रजाति, अधिकांश अवसरवादी हैं, कैरोलिन "लिंडी" मैकब्राइड ने कहा, पारिस्थितिकी और विकासवादी जीवविज्ञान और प्रिंसटन न्यूरोसाइंस संस्थान के सहायक प्रोफेसर.

वे स्तनपायी काटने वाले हो सकते हैं, या पक्षी काटने वाले, उन श्रेणियों के भीतर विभिन्न प्रजातियों के लिए हल्की वरीयता के साथ, लेकिन अधिकांश मच्छर न तो पूरी तरह से अंधाधुंध होते हैं और न ही प्रजाति-विशिष्ट. लेकिन उन्हें मच्छरों में सबसे ज्यादा दिलचस्पी है, जिसे वैज्ञानिक "बीमारी वैक्टर" कहते हैं - बीमारियों के वाहक जो मनुष्यों को पीड़ित करते हैं - जिनमें से कुछ मनुष्यों को लगभग विशेष रूप से काटने के लिए विकसित हुए हैं.

मैकब्राइड ने रोगवाहक मच्छरों पर अपने चल रहे शोध का समर्थन करने के लिए इसी महीने दो बड़े अनुदान जीते हैं. अक्टूबर को. 2, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान ने घोषणा की इनमें से एक मैकब्राइड को मिला था 33 एनआईएच निदेशक के नए नवप्रवर्तक पुरस्कार "असामान्य रूप से रचनात्मक वैज्ञानिकों के लिए उनके करियर के प्रारंभिक चरण में अत्यधिक नवीन अनुसंधान विचारों के साथ,"प्रतिज्ञा $2.4 अगले पांच वर्षों में उसके शोध के लिए मिलियन. और अक्टूबर को. 23, NS न्यूयॉर्क स्टेम सेल फाउंडेशन उसके लिए उनके छह NYSCF-रॉबर्टसन जांचकर्ताओं में से एक का नाम दिया 2018, प्रदान करने की घोषणा की $1.5 इनमें से प्रत्येक को पांच वर्षों में मिलियन "होनहार शुरुआती करियर वैज्ञानिक जिनके अत्याधुनिक शोध में उपचार और इलाज में तेजी लाने की क्षमता है।"

मैकब्राइड बीमारियों को फैलाने वाले कई मच्छरों का अध्ययन करता है, समेत मिस्रवासियों के मंदिर, जो डेंगू बुखार के लिए प्राथमिक वेक्टर है, जीका और पीला बुखार, तथा क्यूलेक्स पिपियन्स, जो वेस्ट नाइल वायरस को वहन करता है. ए. एजिप्टी मनुष्यों में माहिर हैं, जबकि सी. पिपियंस कम विशिष्ट है, इसे वेस्ट नाइल को पक्षियों से मनुष्यों में संचारित करने की अनुमति देता है.

"यह विशेषज्ञ हैं जो सबसे अच्छे रोग वाहक होते हैं, स्पष्ट कारणों के लिए: वे बहुत से मनुष्यों को काटते हैं,"मैकब्राइड ने कहा. वह यह समझने की कोशिश कर रही है कि इन मच्छरों का मस्तिष्क और जीनोम कैसे विकसित हुआ है ताकि उन्हें मनुष्यों में विशेषज्ञ बनाया जा सके - जिसमें यह भी शामिल है कि वे हमें अन्य स्तनधारियों से इतने प्रभावी ढंग से कैसे अलग कर सकते हैं.

मैकब्राइड की प्रयोगशाला में शोधकर्ता अक्सर गिनी पिग मौली में हवा भरते हैं (यहाँ देखा) और मिया (चित्रित नहीं), मच्छर अनुसंधान के लिए उनकी गंध एकत्र करने के लिए. प्रयोगों में, मच्छरों को गिनी सूअरों की गंध और मानव गंध के बीच विकल्प दिया जाता है; न तो मनुष्य और न ही गिनी पिग सीधे मच्छर के डंक के संपर्क में आते हैं.

डेनिएल एलियो द्वारा फोटो, संचार कार्यालय

अगस्त में एक संयुक्त प्रेस विज्ञप्ति में, न्यू जर्सी के दो सीनेटरों ने मैकब्राइड के काम की प्रशंसा की - हालांकि नाम से नहीं, चूंकि अभी तक अनुदानों की सार्वजनिक रूप से घोषणा नहीं की गई थी. "यह अनुदान निधि ज़िका जैसी बीमारियों को फैलाने के लिए जिम्मेदार मच्छर प्रजातियों में प्रिंसटन में ग्राउंडब्रैकिंग शोध का समर्थन करके सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा में मदद करेगी, डेंगी, पीला बुखार और वेस्ट नाइल वायरस, और अंततः इन बीमारियों के संचरण को रोकने की कुंजी हो सकती है,"सेन ने कहा. कोरी बुकर, जो प्रिंसटन का था 2018 कक्षा दिवस वक्ता.

"यह फंडिंग हमें मच्छर जनित संक्रमणों की बेहतर समझ प्राप्त करने में मदद करेगी, जैसे वेस्ट नाइल वायरस जो हमारे राज्य में पहले ही कई लोगों को संक्रमित कर चुका है,"सेन ने कहा. बॉब मेनेंडेज़. "यह महत्वपूर्ण है कि हम मच्छरों और उनके द्वारा ले जाने वाले वायरस को पूरी तरह से समझें ताकि हम आक्रामक रूप से आगे की बीमारियों के प्रसार को रोकने और न्यू जर्सी के सभी लोगों की रक्षा करने के लिए काम कर सकें।"

उसे यह समझने में मदद करने के लिए कि मानव-विशिष्ट मच्छर हमें क्या आकर्षित करते हैं, मैकब्राइड व्यवहार की तुलना करता है, ज़िका मच्छर के आनुवंशिकी और दिमाग को उसी प्रजाति के एक अफ्रीकी तनाव के लिए जो मनुष्यों में विशेषज्ञ नहीं है.

NYSCF अनुदान एक बुनियादी विज्ञान जांच का समर्थन करेगा कि कैसे पशु दिमाग जटिल सुगंधों की व्याख्या करता है. यह पहले दिखने की तुलना में अधिक जटिल प्रस्ताव है, चूंकि मानव गंध से अधिक से बना है 100 विभिन्न यौगिक - और वही यौगिक, थोड़े अलग अनुपात में, अधिकांश स्तनधारियों में मौजूद हैं.

"उन रसायनों में से कोई भी मच्छरों के लिए आकर्षक नहीं है, इसलिए मच्छरों को अनुपात को पहचानना चाहिए, मानव गंध को परिभाषित करने वाले घटकों का सटीक मिश्रण,"मैकब्राइड ने कहा. "तो उनका दिमाग इसे कैसे समझता है?"

एनआईएच अनुदान मच्छरों को आकर्षित करने वाले यौगिकों के संयोजन में अधिक व्यावहारिक शोध को वित्त पोषित कर रहा है. इससे मच्छरों को घातक जाल की ओर आकर्षित करने वाले चारा बन सकते हैं, या रिपेलेंट्स जो सिग्नल को बाधित करते हैं.

हाल के दशकों में अधिकांश मच्छर अध्ययन व्यवहार संबंधी प्रयोग रहे हैं, जो अत्यधिक श्रमसाध्य हैं, मैकब्राइड ने कहा. "आप उन्हें एक गंध देते हैं और कहते हैं, 'क्या आपको यह पसंद है?' और यहां तक कि पांच यौगिकों के साथ, सही अनुपात क्या है, यह पता लगाने के लिए आपको क्रमपरिवर्तन की संख्या से गुजरना होगा - यह भारी है। साथ में 15 या 20 यौगिकों, क्रमपरिवर्तन की संख्या आसमान छूती है, और के पूर्ण पूरक के साथ 100, यह खगोलीय है.

मच्छरों की गंध वरीयता का परीक्षण करने के लिए, मैकब्राइड की प्रयोगशाला ने मुख्य रूप से गिनी पिग का इस्तेमाल किया है, उनमें से कई के भिन्न मिश्रण के साथ छोटे स्तनधारी 100 मनुष्यों के गंध यौगिक. शोधकर्ता अपने शरीर पर हवा उड़ाकर उनकी गंध को इकट्ठा करते हैं, और वे तब मच्छरों को ओउ डे गिनी पिग और एक मानव हाथ के बीच एक विकल्प के साथ पेश करते हैं. मानव-विशेष "घरेलू" ए. एजिप्टी मच्छर बांह की ओर जाएंगे 90 प्रति 95 समय का प्रतिशत, मैकब्राइड ने कहा, लेकिन अफ्रीकी "जंगल" ए. एजिप्टी मच्छरों के गिनी पिग सुगंध की ओर उड़ने की संभावना अधिक होती है.

एक और हालिया प्रयोग में, की कक्षा के तत्कालीन वरिष्ठ मेरेडिथ मिहालोपोलोस 2018 सात स्वयंसेवकों की भर्ती की और वन और घरेलू दोनों के साथ "वरीयता परीक्षण" किया ए. एजिप्टी मच्छरों. उसने मच्छरों को अपने और प्रत्येक स्वयंसेवकों के बीच चयन करने दिया, यह पता लगाना कि कुछ लोग दूसरों की तुलना में कीड़ों के लिए अधिक आकर्षक हैं. फिर एलेक्सिस क्रीटे, मैकब्राइड लैब में एक शोध विशेषज्ञ, सभी प्रतिभागियों की गंध का विश्लेषण किया. उन्होंने दिखाया कि जबकि वही यौगिक मौजूद थे, गिनी सूअरों की तुलना में प्रत्येक मानव एक दूसरे के समान था.

"किसी भी जानवर की गंध के बारे में वास्तव में कुछ भी अनोखा नहीं है,"मैकब्राइड ने कहा. "कोई भी यौगिक नहीं है जो एक गिनी पिग प्रजाति की विशेषता है. एक प्रजाति को पहचानने के लिए, आपको मिश्रणों को पहचानना होगा।

उनकी नई फंडिंग के साथ, अन्य स्तनधारियों और पक्षियों को उनके शोध में शामिल करने के लिए मैकब्राइड प्रयोगशाला का विस्तार किया जाएगा. ग्रेजुएट छात्रा जेसिका ज़ंग बालों को इकट्ठा करने के लिए खेतों और चिड़ियाघरों के साथ काम कर रही हैं, छाल, पंख और ऊन के नमूने लिए 50 जानवरों की प्रजातियाँ. वह उनसे गंध निकालने और रटगर्स विश्वविद्यालय की सुविधा में गंध का विश्लेषण करने की उम्मीद करती है जो गंधों को विभाजित करती है और यौगिकों के अनुपात की पहचान करती है. एक कम्प्यूटेशनल मॉडल में उनके गंध प्रोफाइल को इनपुट करके, वह और मैकब्राइड यह समझने की उम्मीद करते हैं कि कैसे मच्छर वास्तव में विकसित हुए होंगे ताकि इंसानों को गैर-मानव जानवरों से अलग किया जा सके.

अनुदान स्नातक छात्र Zhilei Zhao द्वारा विकसित किए जा रहे एक पूरी तरह से उपन्यास दृष्टिकोण का भी समर्थन करेगा: यह पता लगाने के लिए कि एक मच्छर अपने अगले शिकार की पहचान कैसे करता है, बहुत उच्च संकल्पों पर मच्छरों के मस्तिष्क की इमेजिंग करना. "मस्तिष्क में तंत्रिका संकेतों का क्या संयोजन मच्छर को आकर्षित या खदेड़ने का कारण बनता है?”मैकब्राइड ने पूछा. "अगर हम यह पता लगा सकते हैं, फिर ऐसे मिश्रणों की जांच करना आसान है जो आकर्षक या विकर्षक हो सकते हैं. तुम वहां मच्छर डाल दो, उसका सिर खोलो, मस्तिष्क की छवि, एक के बाद एक सुगंध पॉप करें, और देखो: क्या यह न्यूरॉन्स के सही संयोजन को प्रभावित करता है?"

उस अध्ययन की कुंजी प्रिंसटन के बेजोस सेंटर फॉर न्यूरल सर्किट डायनेमिक्स द्वारा प्रदान किए गए इमेजिंग उपकरण होंगे, मैकब्राइड ने कहा. "हम वहां चल सकते हैं और कह सकते हैं कि हम इसे चित्रित करना चाहते हैं, इस संकल्प पर, इस उन्मुखीकरण के साथ, और कुछ महीने बाद, सूक्ष्मदर्शी बनाया गया है," उसने कहा. "हम एक ऑफ-द-शेल्फ माइक्रोस्कोप खरीद सकते थे, लेकिन यह इतना धीमा और इतना कम शक्तिशाली होता. स्टीफ़न थिबरगे से मदद, बेजोस सेंटर के निदेशक, हमारे लिए महत्वपूर्ण रहा है।

मैकब्राइड ने अपने जीव विज्ञान करियर की शुरुआत तितलियों में विकास का अध्ययन करते हुए की, लेकिन वह रोगवाहक मच्छरों की ओर आकर्षित हुई क्योंकि वे प्रयोगशाला में आसानी से पाले जा सकते हैं. जबकि मैकब्राइड द्वारा अध्ययन की गई तितलियों को विकसित होने में एक वर्ष का समय लगता है, ए. एजिप्टी मच्छर तीन सप्ताह में पूरे जीवन चक्र से गुजर सकते हैं, तेजी से बदलाव आनुवंशिक प्रयोगों के लिए अनुमति देता है.

“इसी ने सबसे पहले मुझे मच्छरों की ओर खींचा,"मैकब्राइड ने कहा. "मेरे लिए आश्चर्य में से एक यह है कि यह कितना संतोषजनक है कि उनका मानव स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ता है. इसलिए निश्चित रूप से मैं जीव विज्ञान में नहीं आया - मैं पहाड़ों में पक्षियों और तितलियों का अध्ययन कर रहा था, इंसानों से जितना दूर हो सकता था - लेकिन मैं वास्तव में मच्छर के उस तत्व की सराहना करता हूं जो अब काम करता है.

"लेकिन जो अभी भी रोमांचक है वह यह है कि नए व्यवहार कैसे विकसित होते हैं, इस बारे में परिकल्पनाओं का परीक्षण करने के लिए हम मच्छरों को कितनी आसानी से हेरफेर कर सकते हैं. … हम ट्रांसजेनिक उपभेद बना सकते हैं, हम जीन को नॉक आउट कर सकते हैं, हम प्रकाश के साथ न्यूरॉन्स को सक्रिय कर सकते हैं. ये सभी चीजें मॉडल सिस्टम में की गई हैं, माउस की तरह और उड़ो, लेकिन एक गैर-मॉडल जीव में कभी नहीं, एक जीव में कभी नहीं - मैं यहाँ अपना पूर्वाग्रह दिखा रहा हूँ - ऐसी दिलचस्प पारिस्थितिकी और विकास के साथ।

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