Πώς οι φρούτες μύγες μυρίζουν CO₂:Η μελέτη προσδιορίζει τους μεμονωμένους υποδοχείς και πώς να τους εμποδίσει

Οι μύγες φρούτων χρησιμοποιούν ένα έξυπνο τέχνασμα για να βρουν τα σάπια φρούτα:μυρίζουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) ότι το φρούτο εκπέμπει καθώς αρχίζει να αποσυντίθεται. Οι επιστήμονες έχουν γνωρίσει από καιρό ότι οι μύγες φρούτων έχουν εξειδικευμένους νευρώνες στις κεραίες τους που είναι συντονισμένες για να ανιχνεύσουν CO₂, αλλά ο ακριβής μοριακός μηχανισμός με τον οποίο οι νευρώνες αυτές έχουν παραμείνει ένα μυστήριο. Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Neuroscience έχει εντοπίσει τελικά τους μεμονωμένους υποδοχείς σε αυτούς τους νευρώνες που ανιχνεύουν CO₂. Η μελέτη αποκαλύπτει επίσης πώς να εμποδίσουν αυτούς τους υποδοχείς, ενδεχομένως να ανοίξουν την πόρτα σε νέους τρόπους για τον έλεγχο των μύγες φρούτων και άλλων παρασίτων που προσελκύονται από το CO₂.

Πώς οι μύγες των φρούτων ανιχνεύουν Co₂

Η μελέτη διεξήχθη από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό τεχνικών γενετικής, ηλεκτροφυσιολογίας και απεικόνισης για να προσδιορίσουν τους υποδοχείς CO₂ στους νευρώνες μύγας φρούτων. Διαπίστωσαν ότι αυτοί οι υποδοχείς αποτελούν μέρος μιας οικογένειας πρωτεϊνών που ονομάζονται ιοντοτροπικοί υποδοχείς γλουταμινικού (Iglurs). Αυτοί οι υποδοχείς ενεργοποιούνται κανονικά από το γλουταμικό νευροδιαβιβαστή, αλλά στην περίπτωση των μύγες φρούτων, έχουν εξελιχθεί για να ανταποκριθούν επίσης στο CO₂.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι οι υποδοχείς CO₂ βρίσκονται στις άκρες των δενδριτών των νευρώνων. Αυτό είναι το μέρος του νευρώνα που λαμβάνει σήματα από άλλους νευρώνες και αισθητήρια κύτταρα. Οι υποδοχείς Co₂ είναι σε θέση να ανιχνεύσουν ακόμη και πολύ χαμηλά επίπεδα CO₂, τα οποία είναι απαραίτητα για τις μύγες φρούτων για να βρουν σάπια φρούτα.

Πώς να μπλοκάρει τους υποδοχείς Co₂

Εκτός από τον προσδιορισμό των υποδοχέων CO₂, οι ερευνητές βρήκαν επίσης έναν τρόπο να τους εμποδίσουν. Έδειξαν μια βιβλιοθήκη ενώσεων και αναγνώρισαν ένα μικρό μόριο που δεσμεύεται στους υποδοχείς και τους εμποδίζει να ανταποκριθούν σε CO₂. Αυτή η ένωση θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων τρόπων για τον έλεγχο των μύγες φρούτων και άλλων παρασίτων που προσελκύονται από το CO₂.

Πιθανές εφαρμογές

Η ανακάλυψη των υποδοχέων CO₂ σε νευρώνες μύγας φρούτων θα μπορούσε να έχει μια σειρά πιθανών εφαρμογών. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων τρόπων για τον έλεγχο των μύγες φρούτων και άλλων παρασίτων που προσελκύονται από το CO₂. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει την αίσθηση της οσμής σε άλλα έντομα και ζώα. Τέλος, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας των νευρώνων και του τρόπου με τον οποίο επεξεργάζονται τις αισθητηριακές πληροφορίες.

Έλεγχος παρασίτων

Οι υποδοχείς CO₂ που εντοπίστηκαν σε αυτή τη μελέτη θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων τρόπων για τον έλεγχο των μύγες των φρούτων και άλλων παρασίτων που προσελκύονται από το CO₂. Για παράδειγμα, οι παγίδες θα μπορούσαν να υποβαθμιστούν με CO₂ και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για να συλλάβουν τα παράσιτα. Εναλλακτικά, ενώ οι ενώσεις που εμποδίζουν τους υποδοχείς CO₂ θα μπορούσαν να ψεκάζονται σε καλλιέργειες ή σε άλλες περιοχές όπου τα παράσιτα αποτελούν πρόβλημα. Αυτό θα έκανε τα παράσιτα λιγότερο ικανά να βρουν φαγητό και θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη μείωση των πληθυσμών τους.

Μελετώντας την αίσθηση της οσμής

Οι υποδοχείς CO₂ που προσδιορίστηκαν σε αυτή τη μελέτη θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να μελετήσουν την αίσθηση της οσμής σε άλλα έντομα και ζώα. Συγκρίνοντας τους υποδοχείς Co₂ σε διαφορετικά είδη, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να μάθουν περισσότερα για το πώς εξελίχθηκε η αίσθηση της οσμής και πώς χρησιμοποιείται για διαφορετικούς σκοπούς. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα ζώα αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους και πώς βρίσκουν τρόφιμα και συντρόφους.

Κατανόηση της λειτουργίας των νευρώνων

Τέλος, η ανακάλυψη των υποδοχέων CO₂ σε νευρώνες μύγας φρούτων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας των νευρώνων και του τρόπου με τον οποίο επεξεργάζονται τις αισθητηριακές πληροφορίες. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην προώθηση του πεδίου της νευροεπιστήμης και να οδηγήσουν σε νέες ιδέες για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος.