湖北
为什么蚊子隔着十几米就能锁定人类，精准飞来叮咬？长久以来，蚊子这套精密的嗅觉导航系统，还有不少未解谜题。
北京时间10月15日，国际顶级期刊《自然》在线刊发我国科学家重磅成果，补齐蚊虫嗅觉研究缺失多年的关键拼图，从原子尺度完整揭开蚊子感知人体气味的分子机制。
蚊子搜寻宿主，依靠味觉受体、气味受体、离子型受体三大类受体协同工作。其中离子型受体IR负责捕捉人体汗液里的羧酸、胺类物质，同时感知温湿度。IR8a和IR75k组成的IR8a–IR75k复合物，是蚊子识别中链羧酸的核心装置。在此之前，科学界一直不清楚这个复合物的空间结构、分辨气味分子的原理，以及气味信号如何转化为神经指令。
这项研究由深圳医学科学院潘孝敬团队联合深圳湾实验室柳峰、黄恺团队完成。科研团队以传播疟疾的斯氏按蚊为研究对象，借助冷冻电镜技术，解析IR8a–IR75k复合物多种功能状态下的高分辨率结构。研究证实，该复合物为异源四聚体，两个IR8a搭建Y形核心支架，两侧IR75k可以独立识别气味分子，组装方式和已知脊椎动物、昆虫其他化学受体截然不同。
人体汗液中的壬酸、辛酸，是吸引蚊子的关键信号。两种分子结构高度近似，仅仅相差一个亚甲基，但是对蚊子的吸引力差距明显。科研团队找到了背后答案：IR75k承担气味识别工作，能够精准识别分子碳链长度与空间形态。壬酸可以在结合口袋形成稳定氢键与疏水作用；碳链更短的辛酸结合姿态扭曲，相互作用力变弱。蚊子依靠这套系统，轻松分辨细微差异的体味分子。
研究还还原了一条完整信号链条：当气味分子进入IR75k结合口袋，蛋白结构发生旋转闭合，依靠一段仅4个氨基酸构成的“分子杠杆”，把机械力传递到跨膜通道，拉动通道螺旋外移打开离子通道，化学气味信号就此转变为神经电信号。科研人员通过实验证实，一旦破坏这段刚性连接，气味识别和通道激活之间的信号传递就会断裂。
在此之前，昆虫三大化学感受体系中，离子型受体的全长结构与激活机制一直是短板。本次成果，把气味识别、构象变化、通道开启、信号传导完整串联，补上了基础生物学的重要空白。
这项研究还有很强的现实意义。蚊子依靠这套嗅觉导航寻找人类，也是疟疾等蚊媒传染病传播的重要媒介。如今科研团队找到了IR75k结合口袋、关键机械连接位点等核心靶点，未来有望以此为基础，研发新型驱避剂、引诱剂，打造绿色精准的蚊媒防控手段。破译蚊子找人的密码，或许能让我们拥有更高效的防蚊新方案。
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