ДЭТА, считающийся самым эффективным доступным репеллентом от насекомых, может вообще им не быть.
Дело не в том, что ДЭТА не отпугивает тварей - это доказано. Однако Лесли Б. Фоссхалл, профессор Рокфеллера Робин Чемерс Нойстейн, показал, что ДЭТА действует не путем отпугивания насекомых, а, скорее, запутывая их, воздействуя на нейроны, которые помогают животным ощущать запах их окружения. Более того, действие ДЭТА не ограничивается насекомыми: пауки, клещи и многие другие вредители также ведут себя странно в присутствии этого химического вещества.
В этом смысле ДЭТА может быть не столько репеллентом от насекомых, сколько смущающим средством для беспозвоночных. Термин не совсем слетает с языка, но новое исследование лаборатории Vosshall подтверждает этот ребрендинг химического вещества.
В недавней статье, опубликованной в журнале Nature, Фоссхалл и бывший аспирант Эмили Деннис показывают, что, как и насекомые, нематода C. elegans поддается замешательству, когда поблизости находится ДЭТА. Команда также описывает генетические и клеточные механизмы, лежащие в основе этой реакции, проливая свет на то, как одно химическое вещество может сбить с толку чувства совершенно разных видов.
Все в ДЭТА-болях
ДЭТА, впервые разработанный в 1940-х годах, можно найти в большинстве спреев от насекомых, используемых сегодня. Исследования показали, что у мух и комаров химическое вещество работает, взаимодействуя с рецепторами запаха, уникальными для насекомых. Однако это исследование не может объяснить, как ДЭТА влияет на виды, не являющиеся насекомыми.
В поисках объяснения Деннис и Фоссхалл объединились с Кори Баргманн, рокфеллеровским Торстеном Н. Визель, чтобы изучить, изменяет ли ДЭТА поведение круглых червей C. elegans, относительно простых животных со сложным обонянием, и если да, то как. Когда исследователи представили крошечным червям образцы одного только ДЭТА, животные не стали изо всех сил избегать этого химического вещества, что указывает на то, что ДЭТА не просто отталкивает каждый организм, который встречается на их пути.
Затем ученые смешали небольшое количество ДЭТА с агаром, гелеобразным веществом, по которому C. elegans ползает в чашках Петри. Присутствие ДЭТА ограничивало движение червей к изоамиловому спирту, химическому веществу, которое обычно их привлекает; это также уменьшило их избегание 2-нонанона, соединения, от которого они обычно уклоняются. Тем не менее, черви нормально реагировали на некоторые другие химические вещества. Эти результаты показывают, что ДЭТА может влиять на реакцию как на «хорошие», так и на «плохие» запахи, но не полностью отключает обоняние.
Исследователи также обнаружили, что чувствительность червей к ДЭТА зависит от гена str-217, который экспрессируется в нейронах, называемых клетками ADL. Когда исследователи искусственно активировали эти нейроны, черви остановились на месте - поведение, также наблюдаемое среди C. elegans, перемещающихся по агару, насыщенному ДЭТА. В совокупности эти результаты указывают на то, что химическое вещество действует частично за счет включения нейронов, вызывающих паузу.
«Каким-то образом активация ADL приводит червей в такое состояние, когда они становятся более интроспективными, делают больше пауз, меньше обращают внимания на запахи», - говорит Фоссхалл. «Но если убрать нужный ген или нейрон, это заклинание разрушится».
Действительно, исследователи показали, что черви, лишенные нейронов str-217 или ADL, менее подвержены влиянию ДЭТА. Они пришли к выводу, что str-217, вероятно, кодирует рецептор ДЭТА и что клетки ADL играют важную роль в опосредовании реакции на химическое вещество.
Специальный химикат
Лаборатория Vosshall ранее продемонстрировала, что ДЭТА отпугивает комаров, взаимодействуя с обонятельными рецепторами таким образом, что обоняние животных сбивается с толку. Это последнее исследование показывает, что ДЭТА вызывает аналогичную путаницу у C. elegans, но с помощью совершенно других механизмов.
«Мы приступили к этому исследованию, думая, что, возможно, найдем какой-то волшебный консервативный рецептор ДЭТА, общий для всех видов», - говорит Деннис. «Но мы обнаружили, что у C. elegans для ответа на ДЭТА требуется совершенно уникальный ген».
Хотя исследование не привело к открытию магического рецептора, оно, тем не менее, дает представление об эффективности химического вещества у самых разных видов.
«Единственной общей чертой всех этих организмов является то, что ДЭТА влияет на восприятие запаха - это похоже на саботаж сенсорной системы», - говорит Фоссхалл.
Деннис добавляет: «Что-то в ДЭТА действительно особенное. И я думаю, что мы только начинаем раскрывать все способы, которыми он может влиять на разные нейроны, рецепторы и виды».