Une nouvelle étude montre que le moustique (Temples des Égyptiens) Le système olfactif comprend des « sécurités intégrées » qui maximisent la capacité de l’insecte à détecter les humains.
Dans le nez humain, l’odorat est une chose fragile. Comme l’attesteront tous ceux qui ont perdu leur capacité à sentir après une infection par le SRAS-CoV-2, ce sens vital peut être altéré ou disparaître sans avertissement. Il y a un mécanisme biologique qui sous-tend cette situation délicate ; les neurones sensoriels chargés de détecter les odeurs ont essentiellement une mission olfactive d’une odeur par neurone. Ces neurones détectent les odeurs via des protéines appelées récepteurs – la perte d’un seul récepteur signifie que tous les neurones spécialisés pour l’odeur du récepteur perdront leur capacité de détection.
L’odorat robuste des moustiques
L’odorat d’un moustique, en comparaison, est robuste et robuste; un char blindé aux pousse-pousse grêles de notre nez. Les moustiques femelles utilisent ces nez puissants pour détecter les odeurs corporelles humaines – un mélange déchaîné de produits chimiques volatils – pour leur permettre de trouver et de se nourrir de notre sang. La consommation de sang est une partie essentielle du cycle de reproduction des moustiques, de sorte que ces insectes ont une raison évolutive de rendre leur odorat difficile à supprimer, mais le mécanisme responsable est resté insaisissable.
Les chercheurs ont vidé la boîte à outils de la génomique dans le but de stopper l’odeur des moustiques, explique Dr. Margo Monsieurpremier auteur de l’article et chercheur en de Leslie Vosshall laboratoire de l’Université Rockefeller. “Des travaux antérieurs dans notre laboratoire ont tenté de” casser “l’olfaction des moustiques en créant des moustiques mutants dépourvus de certaines familles de récepteurs olfactifs, mais ces moustiques mutants étaient toujours capables de trouver et de piquer des humains”, explique Herre.
La nouvelle étude de Herre a révélé pourquoi ces efforts précédents ont échoué : le nez du moustique a réécrit le livre de règles sur le fonctionnement de la détection des odeurs. Le dogme du domaine avait précédemment établi que de nombreux animaux de recherche modèles, tels que les souris et les mouches des fruits, sentent avec la même structure « une odeur – un récepteur » que nous utilisons. Mais les indices que le laboratoire Vosshall a trouvés dans le génome du moustique laissaient entrevoir un arrangement différent. Alors que chez la plupart des insectes, le rapport des récepteurs olfactifs exprimés correspond étroitement au nombre de glomérules – des structures sphériques qui reçoivent des entrées sensorielles des nerfs olfactifs – chez les moustiques, Herre et ses collègues ont noté beaucoup plus de récepteurs que de glomérules.
Les “fail-safes” protègent la détection des odeurs de moustiques
Les chercheurs ont utilisé un outil génomique basé sur CRISPR pour marquer les neurones olfactifs des moustiques et une combinaison de techniques pour détecter l’expression des transcrits de gènes. Celles-ci ont révélé que le système olfactif des moustiques crée un certain nombre de « sécurités », avec des neurones individuels exprimant plusieurs récepteurs chimiques, leur permettant de rester fonctionnels même si l’une des familles de récepteurs est altérée. Le système “se comporte complètement différemment” des systèmes de détection d’odeurs conventionnels, explique Herre. Si nos neurones olfactifs agissent comme des téléviseurs des années 1950, dépendant d’une antenne fragile pour recevoir des données, les neurones des moustiques sont entièrement équipés du satellite, du câble et de Netflix, capables de résister à la perte de tout service individuel.
Les implications pour notre compréhension de la façon dont les insectes perçoivent le monde qui les entoure pourraient être frappantes, dit Dr Christophe Potter, professeur agrégé de neurosciences à la Johns Hopkins University School of Medicine. Le laboratoire de Potter a mené une analyse similaire de la mouche des fruits, Drosophile melanogaster. L’équipe de Potter a récemment publié un étude montrant que Drosophile partage les mêmes mécanismes de redondance que l’on trouve maintenant chez le moustique. “Cela bouleverse ce que nous pensions savoir sur les neurones olfactifs des insectes”, déclare Potter.
“Je pense que c’est excitant”, poursuit-il, “car cela signifie que le neurone olfactif de l’insecte a le potentiel d’être beaucoup plus malléable et adaptable qu’on ne le pensait auparavant.”
Potter prédit que, libéré des limites du dogme “une odeur – un récepteur”, son domaine commencera à découvrir de nouvelles façons dont les insectes utilisent leur odeur complexe à leur avantage. Quant à la grande question – comment pouvons-nous empêcher les moustiques de transformer une randonnée occasionnelle en une épreuve paranoïaque et imprégnée de Raid? – Herre suggère que les nouvelles découvertes orienteront au moins les recherches futures dans la bonne direction : « Maintenant que nous savons que les neurones des moustiques expriment plusieurs types de récepteurs, nous pouvons commencer à comprendre pourquoi l’attirance des moustiques pour les humains a été si incassable. Ces résultats pourraient éclairer la conception de répulsifs à l’avenir.
Référence: Herre M, Goldman OV, Lu T et al. Codage olfactif non canonique chez le moustique. Cellule. 2022 ; 185:1–20. est ce que je: 10.1016/j.cell.2022.07.024
