Ученые создали 3D-модель нейронов комаров, которые чувствуют углекислый газ

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые создали детальные 3D-модели нейронов комаров, отвечающих за обнаружение углекислого газа, который выдыхают люди.

Сложные дендритные структуры специализированных нейронов, чувствующих углекислый газ (на переднем плане), помогают комару желтолихорадочному (на заднем плане) обнаруживать жертв. Автор: Хассан Тахини, ScienceBrush

Исследователи использовали метод серийной электронной микроскопии, который позволяет создавать наномасштабные 3D-модели, чтобы визуализировать нейроны комаров Aedes aegypti — переносчиков желтой лихорадки, лихорадки денге, чикунгуньи и вируса Зика.

Комары обнаруживают углекислый газ через сенсорные волоски-сенсиллы, содержащие обонятельные рецепторные нейроны. Новые визуализации показали специализированные структуры в этих нейронах:

• Увеличенная площадь поверхности для обнаружения CO₂
• Уникальная аксональная архитектура, обогащенная митохондриями
• Высокая энергетическая потребность этих областей

Профессор Чи-Ин Су пояснил:

«В прошлом об этих механизмах комаров только предполагали, но их было трудно оценить. Теперь у нас есть реалистичная 3D-морфологическая модель, которая предоставляет количественные измерения сенсорной площади поверхности. Мы видим такой уровень детализации впервые».

Ученые также сравнили свои результаты с аналогичными структурами плодовых мух и обнаружили ключевые различия.

«Плодовые мушки тоже имеют область для обнаружения углекислого газа, но она гораздо меньше. Для мушек CO₂ служит сигналом тревоги — они его избегают. Для комаров углекислый газ — это сигнал пробуждения, который помогает им найти нас. Это триггер для всего их поведения по поиску хозяина»,

Исследование, проведенное студентами Шади Чарара и Джонатаном Чоем в лаборатории профессора Су, опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.