Badacze Skoltech wraz z kolegami zbadali jeden z głównych receptorów układu węchowego owadów i doszli do wniosku, że uzyskane wyniki można wykorzystać nie tylko do opracowania środków do zwalczania szkodliwych owadów, ale także do tworzenia nowych leków. Artykuł, opisujący wyniki badania, został opublikowany w czasopiśmie Molecular Biology Reports.

Zapach to nieodłączna zdolność wszystkich żywych organizmów do określania zapachu substancji. Nie wszystkie gatunki biologiczne odgrywają równie ważną rolę w przetrwaniu organizmu. Im ważniejsza jest jego rola, tym bardziej złożony mechanizm węchowy. U owadów zmysł węchu w dużej mierze determinuje ich zachowania seksualne i społeczne. Posiadają więc one cały arsenał środków do identyfikacji zapachów. Funkcję tę pełnią setki genów, które kodują receptory węchowe owadów, „dostrojone” do pewnych związków chemicznych lub ligandów.

„Z jednej strony nasza interakcja ze światem owadów ma ogromne znaczenie gospodarcze, ponieważ owady dzielą się na szkodliwe (szkodniki rolnicze i roznosiciele niebezpiecznych infekcji) i pożyteczne (owady zapylające rośliny i wytwarzające pożyteczne produkty spożywcze).

Zapach jest ważnym czynnikiem, który w dużej mierze determinuje zachowanie owadów. Z drugiej strony owady posiadają szeroką gamę chemoreceptorów, których właściwości mogą być wykorzystane w opracowywaniu nowych metod naukowych, w szczególności metod badań przesiewowych leków. Choć może się to wydawać paradoksalne, nadal nie mamy pełnego zrozumienia mechanizmów wąchania owadów”- mówi profesor Skoltech Konstantin Łukjanow.

Profesor Łukjanow i studentka Skoltech Elena Sokolinskaya byli częścią zespołu specjalistów, którzy badali działanie najważniejszego koreceptora owadów, tj. Orco, w linii komórkowej HEK293. Koreceptor Orco jest niezmiennym, wysoce konserwatywnym elementem dowolnego receptora z rodziny OR, co oznacza, że jest bardzo stabilny i występuje u prawie wszystkich owadów, dlatego jest najczęściej wykorzystywany w badaniach mechanizmów węchowych owadów.

„Ustaliliśmy, że funkcjonalne „strojenie”chemoreceptora, w szczególności dostosowanie jego czułości i szybkości reakcji oraz, być może, mechanizmu transmisji sygnału, jest w dużej mierze zdeterminowane przez właściwości jego podjednostki, która tworzy wiązanie z ligand. Oznacza to, że rodzina receptorów OR charakteryzuje się szeroką gamą molekularnych mechanizmów ich funkcjonowania”- zauważył Łukjanow.

Jak zauważają autorzy artykułu, wyniki badania można wykorzystać nie tylko do opracowywania nowych repelentów, ale także do badań przesiewowych leków. Profesor Łukjanow zwraca jednocześnie uwagę, że wysiłki badaczy powinny być skierowane na konkretne receptory konkretnych gatunków owadów, ponieważ „nie jest wskazane kierowanie się obserwacjami i wnioskami wyciągniętymi wyłącznie przez model muszki Drosophila”.

„Dzisiaj możemy również stwierdzić, że chemoreceptory owadów mogą być w zasadzie wykorzystywane w chemogenetyce ssaków. Obecnie testujemy rozszerzony zestaw receptorów na pierwotnych kulturach komórek elektropobudliwych ”- podsumował Konstantin Lukyanov.

W badaniach uczestniczyli specjaliści z Instytutu Chemii Bioorganicznej. akademicy M.M. Shemyakin i Yu.A. Ovchinnikov RAS i Instytut Wyższej Aktywności Nerwowej i Neurofizjologii RAS.