新しい分子が蚊の行動を狙ってるよ
研究が、人間に対する蚊の惹きつけを減少させる化合物を明らかにした。
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メスのエジプトヤブカ(Aedes aegypti)は人間に引き寄せられることで知られてる。彼女たちは卵を育てるために必要なタンパク質を得るために人間の血を求めるんだ。でも、血を吸った後は、さらに血を探す欲求が減る。この行動は彼女たちの内部状態に影響されて、血の栄養分を使い果たすまで続くよ。もし栄養価のない生理食塩水を吸ったら、約24時間後にはまた人間を噛みたくなるんだ。
この行動の変化は、満腹感を感じさせる体内のセンサーや、数日間その満腹感を保つ助けをする神経経路によって部分的に制御されてる。以前の研究では、神経ペプチドに関連する特定の経路が、これらの蚊がどれだけお腹が空いているかや、食事の後にどう行動するかに影響を与えることが指摘されてた。最近の研究者たちは、食事の後に宿主を探す行動を調整するのに重要な役割を果たす「神経ペプチドY様受容体7(NPYLR7)」という特定の受容体を見つけた。
メスの蚊が血を食べた後にNPYLR7を活性化すると、噛みたい欲求が減る信号を送る。研究者たちは、この受容体を刺激することで、血の栄養を摂取してない状態でも蚊が噛もうとするのを防げることが分かった。一方で、この信号が遺伝的手法や薬で中断されると、食事をした後も蚊は宿主を探し続けるんだ。
この研究は、蚊の噛む欲求を自然に減らす経路をターゲットにして制御する新しい方法を開くんだ。
新しい化合物の開発
蚊が人間に引き寄せられるのを管理するためのより良い方法を探して、科学者たちはNPYLR7受容体をより効果的に活性化できる新しい小さな分子を設計した。さまざまな新しい化学化合物を作って、実験室で受容体の活性化の効果をチェックしたんだ。作成した多数の化合物のうち、128が合成されて、その効果が人間細胞を使って測定された。
そこから、蚊の行動を制御する効果をさらにテストするために30の化合物が選ばれた。その30の中で、3つは以前の効果的な濃度よりも低い濃度でも血を吸うのを強く減少させる能力を示した。
実験室では良い結果を出した化合物も、実際の状況では必ずしも同じ成果を出すわけではなかった。このギャップは、実験室の結果を実際の蚊の行動とよりよく結びつけるための追加的なテスト方法の必要性を示している。
蚊の制御への影響
蚊の個体数を制御することは、黄熱病、デング熱、ジカウイルス、チクングニアなど、彼らが持っている病気の広がりを減らすために重要なんだ。ワクチンや治療法の大きな進展はあったけど、エジプトヤブカが広めるこれらの病気に対しては、現在特定の薬はない。
蚊を制御するための既存の方法は、しばしば農薬の使用を伴うけど、蚊の個体数が耐性を持つようになるとその効果が薄れてくることがある。新しいアプローチとしては、不妊の遺伝子組み換え蚊を放出することが考えられてるけど、倫理的や環境的な懸念もある。
蚊を殺さずにその行動に影響を与える小さな分子を開発する戦略は、重要な進展を示してる。これらの化合物は、蚊を排除するのではなく、噛む欲求を減らすことで機能するから、より持続可能に蚊の個体数を管理できるかもしれない。
新しい化合物のテスト
新しいバッチから最も効果的な化合物を見つけるために、研究者たちは「ミニポートオルファクトメーター」という特別な装置を使った。この装置を使って、蚊が二酸化炭素や人間の匂いなど、さまざまな宿主の手がかりに対してどう行動するかを観察したんだ。実験的な化合物を与えた後の蚊をテストしたところ、一部の化合物が人間の匂いへの引き寄せを大幅に減少させたことがわかった。
その後のテストでは、最も有望な化合物の血を吸うのをブロックする能力が評価された。蚊は化合物で処理された後に血を吸う機会を与えられ、結果は数種類の化合物が血を吸う行動を成功裏に減少させたことを示した。
興味深いことに、実験室でうまくいった化合物の中には、実際のテストでは同じ結果を出さなかったものもあった。これもまた、各化合物の効果をより徹底的に評価する必要性を強調している。
蚊の制御の未来
蚊によって広がる病気の脅威は、新しい制御方法の必要を呼びかけてる。従来の殺虫剤は耐性を生むことがあるから、新しいアプローチを開発することが必須だ。特定の受容体をターゲットにする小さな分子は、新しい制御剤としての可能性を秘めてる。
研究者たちは、蚊の行動に作用する非致死的な害虫制御の方法を見つけるための努力を続けてる。こうした化合物が蚊の生物学とどのように相互作用するかを理解することも、将来の進展にとって重要なんだ。
さらに、研究者たちはこれらの化合物が特定の蚊にのみ影響を与え、他の有益な昆虫に害を与えないようにする方法にも取り組んでいる。これには、人間に似た匂いを使って蚊を罠に引き寄せ、他の昆虫には影響を与えないような delivery システムを考えることが含まれる。
科学的な知識と創造的な戦略を組み合わせることで、蚊の個体数を管理するためのより効果的で環境に優しい方法を作る可能性がある。これらの化合物の構造と蚊の受容体との相互作用に関する研究を続けることが、蚊の個体数を制御し、病気の伝播リスクを減少させる新しい剤を開発するために重要だ。
結論
蚊の行動を管理するための効果的な方法を探すことは、特に彼らが伝播する病気の増加に伴い、ますます重要になってる。蚊の人間への引き寄せを操作できる小さな分子に関する研究は、未来に向けた希望の道を提供してる。非致死的な戦略に焦点を当てることで、科学者たちは環境や他の有益な生物に害を与えることなく、これらの害虫を制御できると信じてる。
研究者たちは、NPYLR7受容体に関する発見を元に、蚊の個体数を大幅に減らし、病気の潜在的な広がりを助けるためのターゲット解決策を開発することを目指している。
タイトル: Next Generation Neuropeptide Y Receptor Small Molecule Agonists Inhibit Mosquito Biting Behavior
概要: Female Aedes aegypti mosquitoes can spread disease-causing pathogens when they bite humans to obtain blood nutrients required for egg production. Following a complete blood meal, host-seeking is suppressed until eggs are laid. Neuropeptide Y-like Receptor 7 (NPYLR7) plays a role in endogenous host-seeking suppression and previous work identified small molecule NPYLR7 agonists that suppress host-seeking and blood feeding when fed to mosquitoes at high micromolar doses. Using structure activity relationship analysis and structure-guided design we synthesized 128 compounds with similarity to known NPYLR7 agonists. Although in vitro potency (EC50) was not strictly predictive of in vivo effect, we identified 3 compounds that suppressed blood feeding from a live host when fed to mosquitoes at a 1 M dose, a 100-fold improvement over the original reference compound. Exogenous activation of NPYLR7 represents an innovative vector control strategy to block mosquito biting behavior and prevent mosquito/human host interactions that lead to pathogen transmission.
著者: Laura B. Duvall, E. V. Zeledon, L. A. Baxt, T. A. Khan, M. Michino, M. Miller, D. J. Huggins, C. S. Jiang, L. B. Vosshall
最終更新: 2024-03-05 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582529
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582529.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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