Zvětšit obrázek

Sensillum. Sensillum je jednoduchý smyslový orgán tvořený jednou nebo několika smyslovými buňkami na konci nervového zakončení. Do vybíhajícího vlásku opatřeného otvory vstupují molekuly feromonu. Do vlásku vybíhá dendrit – výběžek neuronu. Soudilo se, že molekula feromonu podráždí neuron a ten vydá signál do mozku.

O feromonech se toho ví hodně. Jsou to látky, které organismy vylučují do prostředí, aby spustily specifickou reakci u ostatních členů svého druhu. Hmyz je využívá k podávání zpráv o ochotě se pářit, k zaměření zdroje potravy,  varování ostatních při napadení predátorem,.. Jde o tak „vymakaný“ systém, že v některých případech stačí pouhá jediná (!) molekula takového atraktantu aby se   příslušná reakce spustila a následně se změnilo chování dotčeného jedince. V zemědělství se již takové atraktanty k ochraně plodin před  škůdci cíleně používají. Nyní zřejmě vědci dostanou možnost přípravy další škály látek, kterými půjde chování hmyzu řídit.

Dosud se mělo zato, že látky zvané feromony nasedají na receptory a tak ovlivňují nervové buňky, které pak příslušný signál dopravují do mozku. Texasští vědci nyní přišli na to, že tomu tak není. Feromony nepůsobí na nervy přímo. Vlastní molekula feromonu  neudělá nic. Feromon je schopen na nervových zakončeních něco vyvolat až poté, co se spojí s volně plovoucím proteinem, který má hmyz ve svých tykadlech. Tento protein byl nazván LUSH.

Zvětšit obrázek

Tvorbu proteinu LUSH v sekrečních buňkách a jeho přítomnost ve vlasových výběžcích sensilla lze vidět po přidání obarvené protilátky namířené proti LUSH proteinu.

Za signál spouštící neodolatelnou touhu tedy může změněný tvar molekuly LUSH. Právě tento protein, respektive protein se změněným tvarem, je schopný aktivovat neurony. Nervový signál touhy  nespouští tedy feromon, jak se dosud soudilo. Když se nad tím zamyslíme, tak vlastně zase tak o moc nejde. Vlastní reakci stejně spouští feromon a to, že konečnou aktivaci neuronu  dělá někdo jiný, na věci moc nemění.
Proč je okolo toho tedy tolik  humbuku? Inu proto, že objev dává nové šance najít způsob, jak protein LUSH oblafnout. A že to půjde, tak o tom vědci nepochybují, první zkušenost, jak si řekneme dále už mají, takže zřejmě nastane hon na látky, které by se daly využít proti komárům,..  

Objev o kterém zde hovoříme, byl učiněn na muškách octomilkách. Ty se domlouvají řečí, v níž má hlavní slovo feromon zvaný cVA . Chemicky jde o 11-cis vaccenyl acetát, ale to není podstatné. Důležitější je, co se s jeho molekulami děje. I když cVA produkují jen samci, reagují na něj jak samci, tak samičky. Slouží jako signál ke shlukování a také k rozpoznávání pohlaví. Při bádání  jak tato látka působí na nervy v muších tykadlech vědci z Denveru zjistili, že tykadla mají v sobě díry a ty dovolí molekule cVA vstoupit do komůrky plné tekutiny. Původně se myslelo, že tekutina tam je jen proto, aby neuron nevyschnul. Tato neuron obklopující tekutina ale obsahuje protein LUSH. Oněm se sice vědělo již dříve. Také o něm bylo známo, že s feromonem reaguje. Mělo se ale za to, že tento protein je tam proto, aby molekulu feromonu chňapnul (aby jen tak bez cíle nebloumala v moři tekutiny) a pak ji přistrčí k neuronu, kde s neuronem vykoná to, co vykonat má – spustí signál vedoucí do mozku.  

Zvětšit obrázek

Dean Smith s doktorandem Tal Soo Ha zjistili, že feromony vlastně spouštěcí reakci s neuronem nevykonávají, ale že tuto reakci vykonává změněný tvar molekuly proteinu LUSH. (Kredit: UT Southwestern Medical Center)

Jak už teď   vědci s oblibou činí, také Dean Smith se svým týmem pracovali na GM muškách. Vytvořili si geneticky pozměněné mušky s všelijak změněným LUSH proteinem. Změna spočívala v různém zašnodrchání molekuly LUSH. Pri jednom z pokusů získali mušku s takovým tvarem proteinu, který napodoboval tvar, jež normálně molekula proteinu dostává až po svém spojení s feromonem. A ejhle, změněný tvar proteinu stimuloval nervová zakončení mušky a vyvolával u ní změnu v chování i tehdy, když se ve vzduchu nevyskytovala ani jediná molekula vábícího feromonu.

Toto „ohlupování“ mušky bez přítomnosti feromonu se tak stalo důkazem, že k navození vzruchu nedochází reakcí molekuly feromonu s nervem (jak se soudilo), ale nýbrž že jde o reakci v níž protein LUSH hraje klíčovou roli.  Nikoli tedy feromon, ale protein LUSH je oním střelcem, který „mačká kohoutek“ na neuronu, jež následně vystřelí signál  do mozku. Onu spouštěcí reakci tedy není schopna udělat malá molekula vzduchem poletujícího feromonu, nýbrž velký protein plavající v tekutině koupajícího se neuronu.

Pokud na stejném principu pracuje i komunikační systém ostatního hmyzu (není mnoho důvodů předpokládat proč by tomu tak nemělo být), dostávají vědci na celém světě do ruky poznatek, který by mohl posloužit k tvorbě nových zbraní určených k boji se škodlivým hmyzem. Nyní se zjednoduší testování látek, kterými bude možné například zmíněné komáry, zmást. Místo budování složitých testovacích laboratoří, které by umožňovaly sledovat i nepatrné odchylky v chování hmyzu, bude nyní stačit kouknout do mikroskopu na to, co zkoumaná látka provede s tvarem molekuly LUSH.
Obdobně se rozšíří i možnost odhalování látek, které samy atraktanty nejsou a při běžných testech nezpůsobí okamžitou změnu v chování hmyzu, přesto mu ale budou tvar molekuly LUSH měnit. Půjde o hledání látek, jež navodí na rozhodující molekule takové pokroucení, jež způsobí, že ta pak při setkání se skutečným feromonem, který by jinak vyvolával neodolatelné vábení k sexuálním hrátkám, nebude schopna zaujmout patřičného tvaru nutného ke spuštění signálu. Podobných využití se nabízí celá řada a možná jsme konečně na cestě, která by mohla zvládnout šíření malárie, hladomory způsobené nájezdy kobylek,...

Pramen:  UT Southwestern Medical Center