Модельные мушки – фруктовые дрозофилы – оценили новое активное вещество как крайне отвратительное.
Повреждение сельскохозяйственных культур и передача различных болезней насекомыми-вредителями в настоящее время становятся угрозой мировому агропромышленному сектору. При этом химические препараты, такие как инсектициды и репелленты, хотя и эффективны, но подвергаются давлению со стороны общественных и экологических организаций. Поэтому ученые продолжают искать биологические альтернативы.
Чтобы обнаружить соединения, которые эффективно отпугивают насекомых-вредителей, важно сосредоточиться на ключевых молекулах, связанных с сенсорными, особенно аверсивными (то есть вызывающими отвращение), реакциями. В этом исследовании ученые определили соединение, которое вызывает сильные аверсивные реакции через несколько сенсорных путей у модельного насекомого - плодовой мухи Drosophila melanogaster.
Среди сенсорных рецепторов катионные каналы переходного рецепторного потенциала (TRP) играют ключевую роль в ноцивентивном поведении на различные раздражители у многих видов насекомых. В частности, канал TRPA1 был тщательно изучен, поскольку он активируется различными опасными химическими веществами.
Таким образом, стимуляторы TRPA1 насекомых являются многообещающими источниками новых репеллентов с широким спектром действия.
Такааки Сокабе и его коллеги из Национального института физиологических наук/Центра исследовательских исследований жизни и живых систем (ExCELLS) обнаружили, что 2-метилтиазолин (2MT), аналог летучего соединения, обнаруженного в лисьей моче, эффективно отпугивает мух. Ученые определили молекулярные и клеточные механизмы отвращения, вызванного 2МТ, у мушек, опубликовав свои выводы в журнале Frontiers in Molecular Neuroscience.
«Известно, что 2MT вызывает у мышей врожденную реакцию страха через TRPA1, поэтому мы ожидали, что это химическое вещество, возможно, окажет отталкивающее воздействие на насекомых. И это сработало намного сильнее, чем мы ожидали», — говорит Сокабе.
Выяснилось, что 2MT стимулирует несколько сенсорных модальностей: пары 2MT действуют на рецепторы запаха в обонятельном пути, а прямой контакт с 2MT активирует TRPA1 во вкусовых и ноцицептивных путях. Это привело к тому, что самцы мух явно избегали источника химического вещества, а самки мух избегали откладки яиц. Кроме того, исследователи продемонстрировали, что TRPA1 активируется 2MT посредством прямого взаимодействия 2MT с двумя конкретными аминокислотами в TRPA1.
«Действие 2MT на несколько сенсорных путей, по-видимому, является ключом к его высокой эффективности. Поскольку аминокислоты, необходимые для активации TRPA1, присутствуют у широкого спектра видов насекомых, включая сельскохозяйственных вредителей и переносчиков болезней, будет важно протестировать 2MT на многих других насекомых-вредителях, чтобы оценить возможности потенциального препарата», — говорит Такааки Сокабе.
Эта новая работа может способствовать разработке новых репеллентов от насекомых, сосредоточив внимание на каналах TRP и других типах рецепторов в качестве многообещающих целей.
(Источник: National Institutes of Natural Sciences. Автор изображения: Анна Медведева, AgroXXI.ru).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.