《自然》:蚊子就是爱你“香”!研究发现,我们被蚊子“独宠”的原因,竟与皮脂中的特殊气味分子有关 | 科学大发现

转眼间又到了夏天 , 不知道有多少人和奇点糕一样 , 独得蚊子恩宠 , 明明大家都坐在一起 , 蚊子却偏偏精准定位到了我身上 。 这不禁让奇点糕好奇 , 蚊子到底是根据什么寻找食物的呢?在蚊子的世界里 , 我们又有什么不同呢?
近期 , 来自美国普林斯顿大学的赵志磊及其研究团队在《自然》上发表了一项研究成果[1] , 他们发现 , 人类皮脂中的两种化学物质(癸醛和十一醛)可以激活蚊子触角中的特殊嗅小球 , 从而帮蚊子精准定位人类 。
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论文首页截图
在物种进化的过程中 , 有的蚊子并非要吸人血才能活下去 , 而有的蚊子却逐渐演变成只叮咬人类的物种 , 例如今天的主角 , 遍布于世界各地的埃及伊蚊(就是我们能看到的大花蚊子) 。
既往研究发现 , 不同生物散发出的气味会影响蚊子的口味偏好 , 但关于人类的气味为什么会让埃及伊蚊趋之若鹜 , 以及埃及伊蚊的嗅觉系统又是如何区分这些味道的 , 目前还不清楚 。
为了解答以上问题 , 研究人员先是收集了人类和动物身上的气味进行分析 , 然后再测试埃及伊蚊对这些气味的反应 。
为了更好地收集气味 , 小型的动物被整只放进收集装置 , 体型大一点的动物(如绵羊和狗) , 需使用25g毛发水浴加热 。 至于人身上的味道 , 则需要一点“自我牺牲” , 在几天不洗澡后 , 脱光衣服的研究人员要躺在一个透明的通风袋里 , 待上2个小时 。
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气味收集装置
接下来 , 研究人员开始测试埃及伊蚊的大脑对这些气味的反应 。 为了将这一过程可视化 , 研究人员利用CRISPR-Cas9在埃及伊蚊感觉神经元受体上插入了GCaMPf(一种钙离子荧光蛋白)基因序列 。 当用双光子显微镜观察时 , 研究人员就可以清楚地看到有哪些神经元在接受气味时被点亮了 。
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基因编辑后 , 埃及伊蚊大脑中的荧光反应
原本 , 研究人员以为这一过程要调动埃及伊蚊初级嗅觉脑区的很多嗅小球 , 可让人意外的是 , 只有3个嗅小球参与了人类和动物的气味筛选过程 。 它们分别是只能被人类气味激活的嗅小球H , 只能被动物气味激活的嗅小球A , 以及可以被人和动物气味同时激活的嗅小球B , 但只有嗅小球H和嗅小球B与人类气味相关联 。
《自然》:蚊子就是爱你“香”!研究发现,我们被蚊子“独宠”的原因,竟与皮脂中的特殊气味分子有关 | 科学大发现】哪怕后续增加多种人类或动物的气味样本 , 得到的结果都是一样的 。 也就是说 , 蚊子的大脑在用一种非常简单的方式区分人和动物 。
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不同气味激活的脑区3D展示 , 绿色:嗅小球H区域 , 橙色:嗅小球A区域 , 蓝色:嗅小球B区域
随后 , 研究人员又分析了人类和动物身上气味的不同之处 。
将人类和不同动物皮肤分泌物和表皮细菌分泌物的成分做了全面检测后 , 研究人员发现 , 人和动物皮肤上携带的气味种类几乎是一模一样的 , 只是主要成分略有不同[2] 。 分析显示 , 与动物相比 , 人类身上气味中的长链醛类 , 如癸醛、十一醛的含量明显更高 , 造成这样的原因是在漫长的进化中 , 人类学会了衣以蔽体 , 逐渐抛弃了厚厚的皮毛 , 把娇嫩的皮肤直接暴露于空气中 。 为了保护表皮 , 人类皮肤会分泌一些特殊的物质 , 而前面提到的长链醛类就是这些分泌物在空气中的氧化产物 。