Aftenpiknik i en park, solnedgangsøl ved en sø og varme nætter med åbne vinduer er blot nogle af de smukke sommerfryder. Men når skumringen falder, omrører en af de mest irriterende væsener på planeten: myggen. Udendørs aktiviteter er opgivet i en ankel-ridende vanvid, og søvnen er forstyrret, når vi uheldigt skred mod den hvinende kilde til vores pine.
Relateret indhold
- Verdens megaciteter gør Dengue dødeligere
- Denne sødeluktende urtedyr væk fra myg
- Gener gør nogle mennesker mere attraktive for myg
- Kunne GM-myg bane vejen for en tropisk virus at sprede?
Naturligvis er alle disse ubehageligheder intet sammenlignet med de skader, myg gør som overførere af sygdomme som malaria, dengue eller gul feber. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen forårsager myggebåret gul feber alene mere end 30.000 dødsfald årligt.
Men nu, i den igangværende kamp mellem menneske og myg, kunne vi måske bare have fået overhåndet. Forskere ved Texas A&M University mener, at de har fundet en måde at overliste blodsugerne ved at narre dem til at beslutte ikke at bide os, og deres vigtigste allierede i denne ruse er de milliarder af bakterier, der lever på vores hud.
Bakterier "taler" med hinanden ved hjælp af et kemisk system kaldet quorum sensing. Denne celle-til-celle-kommunikation bruges til at kontrollere eller forhindre særlig adfærd inden for et samfund, såsom opvarmning eller produktion af biofilm, som dannelse af plak på vores tænder. For at starte en samtale producerer bakterier forbindelser, der indeholder specifikke biokemiske meddelelser. Jo flere af disse forbindelser, der produceres, jo mere koncentreret bliver beskeden, indtil den når en tærskel, der forårsager en grupperektion. Adfærd er mere sandsynligt, når meddelelsen bliver "højere" - og det gør det nemt for andre organismer at tippe af bakteriesnakket.
”Selv folk reagerer på quorum-sensing molekyler, ” siger Jeffery K. Tomberlin, en adfærdsøkolog ved Texas A&M. ”Hvis der for eksempel nedbrydes noget, er der quorum-sensing molekyler, der frigives i den proces, der fortæller os, at det er ikke et godt miljø. ”
Gå ind i myggen. Tidligere arbejde antyder, at faktorer som mængden af kuldioxid, vi udånder, kropstemperatur, kropslugt og endda farven på vores tøj kan have indflydelse på, hvor attraktive vi er for de blodtørstige insekter. Ifølge Tomberlin kan myg også hacke sig ind i bakterielle kommunikationssystemer ved hjælp af kemoreceptorer på deres antenner, snarere som anden verdenskrigs kodebrydere, der opfanger en krypteret transmission: ”Deres radarsystem er ekstremt følsomt og kan afhente disse meddelelser, der opstår. Og de har udstyr, der giver dem mulighed for at afbryde disse meddelelser, ”siger han.
Evolutionelt set har kvorumfølelse altid fundet sted i naturen, og myg har udviklet evnen til at opfatte disse kommunikationsveje via naturlig udvælgelse. Myg drager fordel af denne hacking ved at skjule information om kvaliteten af en blodhost og være selektiv over for hvem de målretter sig mod. Men bakteriekommunikationsvejen udvikler sig fortsat, hvilket resulterer i et løb mellem konkurrerende organismer - på den ene side producerer bakterier beskeder, og på den anden side prøver myg at fortolke dem.
”Din modstander ændrer altid krypteringen af deres kode. Du skal bryde den kode, og din overlevelse afhænger af den, ”siger Tomberlin. Da Tomberlin og hans kolleger ved Texas A & M - inklusive Craig Coates, Tawni Crippen og kandidatforsker Xinyang Zhang - ved at vide, at mikrobiel kommunikation kan påvirke myg tiltrækning, har nu vist, at mennesker muligvis kan hacke hackere og påvirke, om myg beslutter at bide os.
Staphylococcus epidermidis er en blandt mere end tusind bakterier, der ofte forekommer på menneskets hud. Holdet brugte en mutant form af S. epidermidis, hvor de slettede den genetiske mekanisme, der koder for dets beslutningsstyringssystem. Da bakteriens biokemiske veje blev afbrudt, kunne myggenes "overvågningsudstyr" ikke længere aflyttes.
Et mikroskopbillede af de almindelige hudbakterier Staphylococcus epidermidis . (David Scharf / Corbis) Holdet udførte derefter en række eksperimenter ved anvendelse af blodfodere, som blev dækket i steril klud behandlet med enten de tavede mutanter eller umodificerede vildtype-bakterier. Holdet sammenlignede fodringernes tiltrækningskraft med den kvindelige Aedes aegypti- myg, det vigtigste transmitterende middel for gul feber.
Blodtilførerne bestod af en kulturkolbe forseglet med en paraffinfilm, som myggen kunne trænge ind. En millimeter kaninblod blev injiceret mellem filmen og kulturkolben, og varmt vand blev pumpet gennem kolben for at holde blodet ved gennemsnitlig kropstemperatur. Holdet placerede foderstoffer i gennemsigtige plastbure, der indeholdt 50 myg og efterlod dem i bure i 15 minutter. De registrerede insektenes adfærd på video, hvilket gjorde det muligt for dem at tælle antallet af fodring af myg på hvert minut.
Holdet testede forskellige scenarier, såsom at placere blodfoderstoffer behandlet med enten vildtype- eller mutantbakterier i separate bur og derefter placere begge typer bakterier i det samme bur på samme tid. Når det blev valgt, blev ”dobbelt så mange myg tiltrukket af den vilde type på blodføderen snarere end mutanten på en blodføder, ” siger Tomberlin.
Baseret på disse fund, som i øjeblikket er under forberedelse til forelæggelse for PLOS One, mener teamet, at inhibering af bakteriekommunikation kan føre til nye metoder til at afskrække myg, der ville være sikrere end hårde kemiske repellenter som DEET. Dette kan have vigtige konsekvenser for at reducere spredningen af myggebårne sygdomme, såsom gul feber. ”Bakterier er vores første forsvarslinje, og vi ønsker at opmuntre deres spredning. Imidlertid kan vi muligvis producere naturlige afskrækningsmidler, der tillader os at lyve for myg, "siger Tomberlin." Vi ønsker måske at ændre de meddelelser, der frigives, som ville fortælle en myg, at vi ikke er en god vært i stedet for at udvikle kemikalier, der kan være skadelige for vores bakterier på vores hud eller for vores hud selv. ”
Tomberlin bemærker, at manipulation af bakteriesamtaler kan have mange andre anvendelser, og at disse studeres aktivt i andre institutioner. Med hensyn til sundhedsanvendelser kan blokering af kommunikation mellem bakterier i lungerne hos patienter med cystisk fibrose føre til nye behandlinger af sygdommen. Og inden for energiindustrien kunne hæmning af kvorumføling reducere korrosion af olierørledninger forårsaget af mikrober.
Forskere som Thomas K. Wood fra Pennsylvania State University, Rodolfo García-Contreras fra Universidad Nacional Autónoma de Mexico og Toshinari Maeda fra Kyushu Institute of Technology er førende inden for quorumfølende forskning. Ifølge Wood skal indsatsen for at manipulere bakteriekommunikation redegøre for mikrobernes sofistikerede counter-spionage teknikker: "Vi forsøger også at forstå, hvordan bakterier udvikler resistens over for de nye typer forbindelser, der er designet til at forhindre bakterier i at tale, " siger han.
Så nu, for myg og for videnskab, er det kodebrydende race på.
