Abstract
蚊は、複雑な嗅覚システムを利用して、血液食の宿主を見つけて優先的に選択するだけでなく、産卵に最適な場所を選択し、捕食者やその他の危険を回避します。 Orco共受容体は昆虫ORの機能に普遍的に必要とされるので、蚊の嗅覚信号伝達プロセスの中心的なコンポーネントです。
今回、CRISPR-CAS9による遺伝子ターゲティングを利用して、マラリアを媒介する蚊、ハマダラカでorco-/-変異体を生成しました。これはハマダラカで最初のOrcoノックアウトラインです。
実験ではOrcoの機能は、成体および幼虫の両方の嗅覚伝達経路においてin vivoで発揮され、多くの種類の細胞や状況で明らかに重要な役割を果たすことが示されました
- メスのハマダラカ orco-/-ミュータントでヒト由来およびヒト臭気模倣化合物への誘引の減少。
- 誘引剤ブレンドへの産卵選好の混乱；Orcoがメスの産卵選好の確立にも直接の関与を示唆
Orcoがハマダラカの嗅覚システムの重要なコンポーネントであり、神経生理学だけでなく、嗅覚下流の行動にも必要であることを確認しました。
反面、Orcoに依存しない機能も確認されました。(ハマダラカ上顎パルプcpAニューロンの非Orco依存) 幼虫のORCO不活性化研究からは、Irnを発現するIRNが幼虫の感覚錐体に発現し、幼虫のORNにおけるorcoの発現や機能とは無関係に機能していると考えられる結果を得ました。
これは、多様な化学感覚ニューロンが成体全体に広がっており、幼虫の嗅覚付属器がOR、GR、およびIRの細胞表面受容体の組み合わせとなっているとの現在の理解をサポートする結果となっています。
(まとめ)orcoの機能が失われると、致命的な欠点が生まれる可能性が高いです。マラリア制御など、病気の媒介動物として機能する昆虫や一連の農業やその他の害虫制御のためのorcoをターゲティングとすることは、魅力的な展望のままです。
Memo
Cryo-EM structure の結果と合わせてolfactory receptor + Orcoのダイナミズム研究することは興味がもたれる。今回はORCO-KOしていることもあり、興味ある。
幼虫の嗅覚研究に関する補足
- ORNの嗅覚伝達におけるOrcoの役割に関するほとんどの研究は、成虫に焦点を当てています（Degennaro et al., 2013; Fandino et al., 2019; Larsson et al., 2004; Li et al., 2016）。
- 私たちは最近、野生型の幼虫の感覚錐体の包括的な特性評価を完了しました（Sun et al., 2020）。成虫のorco-/-蚊の表現型を分析することに加えて、この変異が幼虫の感覚付属器官である幼虫の感覚錐体の生理学にどのように影響するかを調査することもできました。
- 今回の結果は、Orcoに依存するORNとIRN、およびおそらく他のOrcoに依存しない伝達経路の両方を使用する（C. Liu et al., 2010）としている報告をサポートする結果。
- 非OR+ORCO依存の化学刺激受容は以前から指摘されている。例；IRNs (Joseph & Carlson, 2015; Raji et al., 2019)。
(ここまで)