Večerní pikniky v parku, pivní západ slunce u jezera a teplé noci s otevřenými okny jsou jen některé z potěšení středního věku. Ale když soumrak padá, jeden z nejvíce rozzuřených tvorů na planetě se hýbe: komár. Venkovní aktivity jsou opuštěny v šílenství škrábání kotníku a spánek je narušen, když jsme nešťastně plavali na kňučící zdroj našeho mučení.
Související obsah
- Světové megacity dělají Dengue smrtelnější
- Tato sladce vonící bylina může oddělit komáry
- Geny zvyšují přitažlivost některých lidí pro komáry
- Mohli by GM komáři připravit cestu pro šíření tropického viru?
Samozřejmě, že všechna tato nepohodlí nejsou nic ve srovnání s poškozením komárů, které způsobují vysílače nemocí, jako je malárie, horečka dengue nebo žlutá horečka. Podle Světové zdravotnické organizace způsobuje žlutá komára přenášená komárem ročně více než 30 000 úmrtí.
Ale teď, v probíhající bitvě mezi člověkem a komáry, jsme možná získali jen navrch. Vědci z Texas A&M University věří, že našli způsob, jak oklamat krevní pachatele tím, že je přiměli, aby nás nerozhodli, a jejich hlavními spojenci v této lsti jsou miliardy bakterií, které žijí na naší kůži.
Bakterie „spolu mluví“ pomocí chemického systému nazývaného snímání kvora. Tato komunikace buňka-buňka se používá k řízení nebo prevenci konkrétního chování v komunitě, jako je rojení nebo produkce biofilmu, jako je tvorba plaku na našich zubech. K zahájení konverzace bakterie produkují sloučeniny, které obsahují specifické biochemické zprávy. Čím více těchto sloučenin je produkováno, tím koncentrovanější je zpráva, dokud nedosáhne prahu, který způsobí skupinovou odpověď. K chování dochází častěji, když se zpráva „hlasitěji“ - a to usnadňuje odposlouchávání jiných organismů bakteriálním chvěním.
„Dokonce i lidé reagují na molekuly snímající kvor, “ říká Jeffery K. Tomberlin, ekolog chování v Texasu A&M. „Například, pokud se něco rozkládá, jsou v tomto procesu uvolňovány molekuly snímající kvora, které nám říkají, že je není dobré prostředí. “
Zadejte komára. Předchozí práce naznačují, že faktory, jako je objem oxidu uhličitého, který vydechujeme, tělesná teplota, tělesný zápach a dokonce i barva našeho oblečení, mohou ovlivnit, jak jsme atraktivní pro krvežíznivého hmyzu. Podle Tomberlina mohou komáři také proniknout do bakteriálních komunikačních systémů pomocí chemoreceptorů na svých anténách, spíše jako přerušovače kódů z druhé světové války zachycující šifrovaný přenos: „Jejich radarový systém je mimořádně citlivý a může zachytit tyto zprávy, které se objevují. A mají vybavení, které jim umožňuje tyto zprávy přerušit, “říká.
Evolučně řečeno, snímání kvora vždy probíhalo v přírodě a komáři si vyvinuli schopnost vnímat tyto komunikační cesty přirozeným výběrem. Komáři těží z tohoto hackování získáváním informací o kvalitě krevního hostitele a výběrem toho, na koho se zaměřují. Ale bakteriální komunikační cesty se stále vyvíjejí, což vede k rase mezi konkurenčními organismy - na jedné straně bakterie produkují zprávy a na druhé straně se komáři snaží interpretovat.
„Váš soupeř vždy mění šifrování svého kódu. Musíte tento kód porušit a vaše přežití závisí na tom, “říká Tomberlin. Tomberlin a jeho kolegové z Texas A&M - včetně Craig Coates, Tawni Crippen a výzkumného pracovníka Xinyang Zhanga - věděli, že mikrobiální komunikace může ovlivnit přitažlivost komárů, nyní ukázali, že lidé mohou hackerům hackovat a ovlivňovat, zda se nás komáři rozhodnou kousnout.
Staphylococcus epidermidis patří mezi více než tisíc bakteriálních druhů běžně se vyskytujících na lidské kůži. Tým použil mutantní formu S. epidermidis, ve které odstranil genetický mechanismus, který kóduje jeho systém snímání kvora. Po narušení biochemických drah bakterií nemohlo „sledovací zařízení“ komárů už odposlouchávat.
Pohled na běžné bakterie kůže Staphylococcus epidermidis z mikroskopu. (David Scharf / Corbis) Tým poté provedl sérii experimentů s použitím podavačů krve, které byly pokryty sterilním hadříkem ošetřeným buď umlčenými mutanty nebo nemodifikovanými bakteriemi divokého typu. Tým porovnával přitažlivost krmiv s komárem Aedes aegypti, hlavním přenosovým činitelem žluté zimnice.
Krvné podavače sestávaly z kultivační baňky uzavřené parafínovým filmem, do kterého mohli komáři proniknout. Mezi film a kultivační baňku byl vstříknut milimetr králičí krve a do baňky byla čerpána teplá voda, aby se krev udržovala na průměrné tělesné teplotě. Tým umístil krmítka do průhledných plastových klecí obsahujících 50 komárů a nechal je v klecích po dobu 15 minut. Zaznamenali chování hmyzu na videu, což jim umožnilo spočítat počet krmení komárů každou minutu.
Tým testoval různé scénáře, jako například umístění krmitéřů ošetřených buď divokým typem nebo mutantních bakterií do samostatných klecí, a poté oba typy bakterií umístit do stejné klece současně. Když dostal na výběr, „dvakrát více komárů bylo přitahováno k divokému typu na podavači krve, než na mutanta na podavači krve, “ říká Tomberlin.
Na základě těchto zjištění, která se v současné době připravují k odeslání do PLOS One, se tým domnívá, že inhibice bakteriální komunikace by mohla vést k novým metodám odradění komárů, které by byly bezpečnější než drsné chemické repelenty, jako je DEET. To by mohlo mít důležité důsledky pro omezení šíření nemocí přenášených komáry, jako je žlutá zimnice. "Bakterie jsou naší první obrannou linií a chceme podpořit jejich množení." Můžeme však být schopni vyrobit přírodní repelenty, které nám umožní lhát komárům, “říká Tomberlin.„ Možná bychom mohli chtít upravit zprávy, které jsou vydávány a které komáři řeknou, že nejsme dobrým hostitelem, namísto vyvíjet chemikálie, které mohou být škodlivé pro naše bakterie na naší kůži nebo na naší kůži samotné. “
Tomberlin poznamenává, že manipulace s bakteriálními rozhovory může mít mnoho dalších aplikací a že se tyto aktivity aktivně studují v jiných institucích. Z hlediska zdravotních aplikací by blokování komunikace mezi bakteriemi v plicích pacientů s cystickou fibrózou mohlo vést k nové léčbě tohoto onemocnění. A v energetickém průmyslu by inhibice snímání kvora mohla snížit korozi ropovodu způsobenou mikroby.
Vědci jako Thomas K. Wood z Pensylvánské státní univerzity, Rodolfo García-Contreras z Universidad Nacional Autónoma de Mexico a Toshinari Maeda z Kyushu Institute of Technology jsou lídrem ve výzkumu zaměřeném na snímání kvora. Podle Wooda musí snaha manipulovat s bakteriální komunikací odpovídat za sofistikovanou techniku protišpionáže mikrobů: „Snažíme se také porozumět tomu, jak bakterie vyvíjejí odolnost vůči novým typům sloučenin, které mají zabránit bakteriím v mluvení, “ říká.
Takže nyní, pro komáry a pro vědu, je závod na lámání kódu.
