農(nóng)業(yè)作物受損和害蟲傳播病媒疾病已成為當(dāng)今世界范圍內(nèi)的威脅。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，殺蟲劑和驅(qū)蟲劑等化學(xué)處理一直是防治害蟲的主要策略。然而，由于對(duì)昆蟲回避行為機(jī)制的了解有限，驅(qū)蟲劑的開發(fā)被推遲。為了發(fā)現(xiàn)有效驅(qū)除害蟲的化合物，重要的是要關(guān)注與感官反應(yīng)(尤其是厭惡反應(yīng))相關(guān)的關(guān)鍵分子。在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種化合物，它可以通過(guò)果蠅(果蠅)的多種感覺通路誘導(dǎo)強(qiáng)烈的厭惡反應(yīng)。
在感覺受體中，瞬時(shí)受體電位(TRP)陽(yáng)離子通道在許多昆蟲物種對(duì)各種刺激的傷害行為中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。特別是，TRPA1通道因其被各種危險(xiǎn)化學(xué)品激活而被廣泛研究。因此，昆蟲TRPA1興奮劑有望成為新型廣譜驅(qū)蟲劑的先導(dǎo)物。TakaakiSokabe和他在國(guó)家生理科學(xué)研究所/生命和生命系統(tǒng)探索研究中心(ExCELLS)的同事發(fā)現(xiàn)，2-甲基噻唑啉(2MT)是狐貍尿液中發(fā)現(xiàn)的一種揮發(fā)性化合物的類似物，可以有效驅(qū)除蒼蠅，并且揭示了2MT誘導(dǎo)果蠅厭惡的分子和細(xì)胞機(jī)制。他們最近在《分子神經(jīng)科學(xué)前沿》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
據(jù)報(bào)道，2MT通過(guò)TRPA1引起小鼠先天的恐懼反應(yīng)，因此我們預(yù)計(jì)該化學(xué)物質(zhì)可能對(duì)昆蟲產(chǎn)生厭惡作用。它的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的預(yù)期。”
果蠅的回避行為表明，2MT刺激多種感覺模式：2MT蒸氣作用于嗅覺通路中的氣味受體(OR)，直接接觸2MT會(huì)激活味覺和傷害性通路中的TRPA1。這導(dǎo)致雄性果蠅明顯逃離化學(xué)源并避免雌性果蠅產(chǎn)卵。此外，研究人員證明TRPA1是通過(guò)2MT與TRPA1中特定的兩個(gè)氨基酸直接相互作用而被2MT激活的。
“2MT對(duì)多種感覺通路的作用似乎是其高效的關(guān)鍵，”TakaakiSokabe說(shuō)。“由于TRPA1激活所必需的氨基酸在多種昆蟲物種中高度保守，包括農(nóng)業(yè)害蟲和病媒，因此在許多其他害蟲上測(cè)試2MT以評(píng)估譜系非常重要。”
這項(xiàng)新工作可以通過(guò)關(guān)注TRP通道和其他類型的受體作為有希望的目標(biāo)來(lái)促進(jìn)新型驅(qū)蟲劑的開發(fā)。
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