果蝇如何闻二氧化碳研究识别个体受体以及如何阻断它们

寻找血液的蚊子以及寻找产卵地点的果蝇利用呼吸或发酵过程中产生的CO2进行导航。蚊子体内已经发现了一种由各种气味受体组成的复合体，可以检测CO2。

德国波鸿鲁尔大学的研究人员现已证明，果蝇中发现的单个受体也可以检测CO2。他们还鉴定出了阻断CO2受体的分子。由感觉神经科学研究组的PaulZiemba博士、AlinaMück和KlemensStörtkuhl教授领导的团队在2023年12月29日在线出版的PLOSONE杂志上报告了他们的发现。

在蚊子中，包含受体Gr21a和Gr63a的受体复合物负责CO2检测。然而，尚不清楚CO2是否直接与受体结合，或者CO2敏感性是否是由与其他蛋白质相互作用引起的。波鸿团队决心找到答案。为此，研究人员采用了波鸿鲁尔大学多年来建立的测量系统。它可用于在无需动物测试的情况下检查单个受体，并快速筛选各种气味剂。

研究人员将分离的受体注入青蛙卵细胞中。他们利用电生理学测量记录了受体与CO2接触时的反应。他们在此过程中证明，单独的Gr21a和Gr63a可以直接检测CO2分子，尽管比嵌入蛋白质复合物时效率稍低。

该团队还测试了一些潜在的受体阻滞剂。除了已知的阻滞剂之外，研究人员还发现香茅醇物质会抑制Gr21a和Gr63a受体检测CO2的能力。“许多驱虫剂中都含有香茅醇，”Störtkuhl解释道。“它可以让蚊子几乎看不见你。”

生物传感器正在研制中

新发现将被纳入CO2生物传感器的开发中，波鸿团队正在与斯图加特飞机系统研究所合作进行研究。“这将使我们能够检测液体介质中的CO2，​​而这是目前还无法做到的事情，”Störtkuhl说。

例如，CO2传感器用于国际空间站，它们必须消耗尽可能少的能量。鉴于物理测量方法的能源效率不是很高，生物传感器可能是一个很好的替代方案。未来或许还可以用传感器检测其他挥发性物质。