Myggesexprotein kan være nøglen til at kontrollere sygdomme

Hvis du troede, at menneskers sexliv var kompliceret, overveje kvindens tilfælde Aedes aegypti myg, bringer af Zika, dengue, og gul feber:Hun parrer sig kun én gang, på få sekunder og på vingen, med en heldig han; afviser alle yderligere fremskridt fra andre potentielle bejlere; og opbevarer nok sæd fra det enkelte møde til at lægge mere end 500 æg, som hun nærer med blod fra menneskelige værter.

At forstå hendes seksuelle adfærd kan hjælpe med at forhindre hende i at overføre de dødelige sygdomme, hun bærer på, til millioner af mennesker hvert år. Alligevel forbliver mange af de mekanismer, der styrer hendes parringsvaner, et mysterium.

For nylig, imidlertid, forskere i Leslie B. Vosshalls laboratorium, Rockefellers Robin Chemers Neustein professor, påvist, at et kemikalie, der overføres fra hannen af ​​arten under sex, spiller en nøglerolle i at forme hunnens seksuelle tilbøjeligheder. Deres arbejde, som blev ledet af postdoc associeret Laura Duvall og optræder i Aktuel biologi , kunne give nye strategier til at holde dette skadedyr, og den pest, den spreder, i skak.

Seksuel kemi

Duvall satte sig ikke for at afsløre myggeboudoirets hemmeligheder. I stedet, hun ville lære mere om biologien bag hunmygs værtssøgende adfærd. I særdeleshed, hun var nysgerrig efter, hvilken rolle et lille protein kaldet HP-I spiller. Tidligere undersøgelser havde vist, at dette molekyle primært produceres af mænd Ae. aegypti , og overføres under sex til kvinder, hos hvem det kun varer i to timer - resultater, som Duvall og hendes kolleger bekræftede.

Holdet modbeviste resultater fra andre undersøgelser, imidlertid, som havde antydet, at HP-I undertrykker hunnens trang til at opsøge menneskelige værter. Forskerne parrede hanner og hunner, inklusive begge mutante myg, der var genetisk modificeret til at producere næsten ingen HP-I, og normale (eller "vildtype"). Efter at have ladet deres forsøgspersoner parre sig med hinanden i forskellige kombinationer, holdet ledte efter ændringer i hunnernes værtssøgende adfærd. Men uanset hvem de havde parret sig med, hunnerne forblev lige så ivrige efter at finde folk at bide.

Deres tiltrækning af hanmyg, imidlertid, var en anden historie.

Forskere har længe vidst, at kvinden Ae. aegypti par kun én gang, et fænomen kendt som monandri; men de vidste ikke hvorfor. Da HP-I overføres til hunnen sammen med hannens sæd, Duvall og hendes kolleger spekulerede på, om det kunne spille en rolle i at slukke for hendes sexlyst.

For at teste den hypotese, holdet udsatte endnu en gang hunner for hanner, der producerede HP-I, og hanner der ikke gjorde. Men denne gang, de tilføjede en tredje gruppe af bejlere:hanner, der producerede HP-I, men blev genetisk modificeret, så deres afkom ville lyse lyseblåt, når de blev set gennem et fluorescerende mikroskop.

Ved at præsentere hunnerne for forskellige kombinationer af fluorescerende og ikke-fluorescerende hanner (dvs. fluorescerende hanner sammen med ikke-fluorescerende hanner, der producerede HP-I, versus fluorescerende hanner sammen med ikke-fluorescerende hanner, der manglede HP-I), forskerne var i stand til at bestemme, hvornår hunnerne var villige til kun at acceptere én mage – og hvornår de var villige til at spille på banen.

"Når du ser blandede fluorescerende og ikke-fluorescerende larver, du ved, at kvinden modtog sæd fra mere end én mand, " forklarer Duvall.

Resultaterne af denne myggefaderskabstest var definitive:hunner, der fik en dosis HP-I under sex og derefter blev tilbudt en anden makker inden for en time, forblev loyale over for deres oprindelige partnere, mens hunner, der ikke fik noget HP-I, ikke fik. (Alligevel, efter 24 timer afviste selv hunner, der parrede sig med hanner uden HP-I, yderligere partnere, tyder på, at andre kemikalier, der overføres af manden, er ansvarlige for at påvirke kvindens adfærd på lang sigt.)

Efterfølgende eksperimenter viste, at blot at injicere HP-I direkte i hunner var nok til at narre insekterne til at tro, at de allerede havde parret sig, får dem til at afvise ægte varmblodede hanner.

Sex som et våben

I en sidste række af eksperimenter, Duvall og hendes kolleger vovede sig ind i den spændende verden af ​​inter-arter sex.

I det sydlige USA, Ae. aegypti bliver fordrevet af sin fætter Ae. albopictus , som kan overføre de samme sygdomme, men trives over et meget større område. Mens Ae. albopictus hanner kan parre sig med Ae. aegypti kvinder, disse parringer producerer ikke levedygtige æg; og Ae. aegypti hunner vil efterfølgende nægte at parre sig med hanner af deres egen art, gør det umuligt for dem at reproducere. Omvendt, imidlertid, holder ikke:mandlig Ae. aegypti steriliseres ikke effektivt Ae. albopictus hunner.

Duvall og hendes team opdagede, at HP-I kan hjælpe med at forklare dette nysgerrige reproduktive mønster, samt:mens den Ae. albopictus version af HP-I aktiverer en receptor i Ae. aegypti kvinder, det Ae. aegypti version af dette protein aktiverer ikke den tilsvarende receptor i Ae. albopictus .

Som resultat, Forskere har nu en meget bedre forståelse af, hvad der former kvindelig parringsadfærd, ikke kun inden for en farlig myggeart, men på tværs af to af dem. Og disse indsigter kan have vidtrækkende konsekvenser.

For eksempel, videnskabsmænd vil måske i sidste ende være i stand til at begrænse antallet af sygdomsbærende myg ved at bruge et stof som HP-I til at overtale hunner til at undgå parring i første omgang. Og mens vektorkontrolspecialister allerede forsøger at udslette myggepopulationer ved at introducere genetisk modificerede sterile hanner i marken, den strategi vil kun fungere, hvis hunnerne, de møder, forbliver loyale over for deres sterile kammerater - adfærd, der potentielt kunne fremkaldes med en mygge-kærlighedsdrik, som er oplyst af Duvalls forskning.