該圖片由Pete在Pixabay上發佈
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來源:https://www.nature.com/articles/s41467-023-40029-y

蚊子是很多疾病的傳播者,我們卻仍找不到有效的解決方法,如今似乎看到了一道曙光,關鍵就在聽力。

英國倫敦大學學院(UCL)和德國奧登堡大學(University of Oldenburg)的研究團隊發現,蚊子耳朵中的特定接受體可以調節它們的聽力,而聽力又攸關它們的交配和繁殖,如果能更進一步了解蚊子聽覺和交配所涉及的分子機制,開發出新的殺蟲劑或交配干擾劑,將有可能控制病媒蚊的族群數量,減少瘧疾、登革熱等傳染性疾病的威脅。

2023年8月11日發表在《Nature Communications》(自然通訊)期刊的這篇研究論文,研究人員針對章魚涎胺(octopamine)這個涉及訊號通路的分子進行研究。章魚涎胺因最早在章魚的唾腺中發現而得名,普遍存在昆蟲的神經系統中,是一種正腎上腺素的羥基相似物,其生理作用和無脊椎動物的腎上腺素相似。

章魚涎胺屬於逆境激素,可刺激肝醣分解作用、增加肌肉收縮力、調節體內能量狀態、增加心跳率、調節呼吸心跳,以應付危急的逆境情況。它同時也被證實和很多昆蟲的行為有關,包括蚊子的聽覺和尋找交配對象。

蚊子習慣在傍晚時分成群結隊飛行,雄性蚊子為了要從巨大的嗡嗡聲中辨別出雌性蚊子特殊的聲音,進化出高度複雜的耳朵,以便在數百隻一起飛行的蚊子中,找出交配對象微弱的飛行聲,但這個對特定雌蚊飛行聲做出反應的分子機制,至今仍不太清楚。

研究人員觀察了蚊子耳朵中的基因表達,發現當蚊子成群飛行時,章魚涎胺受體的表現量會在雄蚊耳朵中達到最高峰。他們同時發現章魚涎胺在多個層面上影響蚊子的聽力,包括調節雄蚊耳朵中聲音接收器的頻率調諧和堅實度,以及控制其他的機制變化,進而增強對雌蚊飛行聲的辨識。

研究人員因而確認,蚊子耳朵中的章魚涎胺應該就是未來研發殺蟲劑或交配干擾劑的顯著標的。既然交配是蚊子生存的關鍵也是瓶頸,只要能破壞章魚涎胺的功能,就可影響其交配,進而有效控制族群數量,降低傳播疾病的風險。

這篇論文的通訊作者、倫敦大學學院耳科研究所媒介生物學家Marta Andrés博士表示,章魚涎胺受體之所以特別令人感到興趣,是因為它們非常適合用來開發殺蟲劑,她們打算利用這些研究成果來研發新的分子,進而開發適用於瘧蚊、埃及斑蚊等病媒蚊的交配干擾劑。

她解釋,蚊子的交配需要靠聽覺,如果能增加對蚊子聽覺神經科學的了解,開發出交配干擾劑,有針對性地破壞蚊子的繁殖,就可控制其族群數量。

這篇論文共同通訊作者、倫敦大學學院耳科研究所和奧登堡大學感覺生物學暨生物物理學教授Joerg Albert表示,蚊子聽力的分子和作用機制相當複雜,雖然確定了章魚涎胺在影響蚊子聽力的途徑,但這也只是剛開始觸及冰山的一角而已,未來仍有一段路要走。

他透露,研究團隊未來的研究,無疑將更深入了解蚊子聽覺的運作原理,並為我們提供控制蚊子數量和減少人類疾病的積極目標,提供新的機會。

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