Fruktflugor använder ett genialiskt knep för att hitta ruttnande frukt:De luktar koldioxiden (CO₂) som frukten avger när den börjar sönderfalla. Forskare har länge vetat att fruktflugor har specialiserade neuroner i sina antenner som är inställda för att upptäcka CO₂, men den exakta molekylära mekanismen med vilken dessa neuroner fungerar har förblivit ett mysterium. Nu har en ny studie publicerad i tidskriften Nature Neuroscience äntligen identifierat de individuella receptorerna på dessa neuroner som detekterar CO₂. Studien avslöjar också hur man blockerar dessa receptorer, vilket potentiellt öppnar dörren till nya sätt att kontrollera fruktflugor och andra skadedjur som attraheras av CO₂.

Hur fruktflugor upptäcker CO₂

Studien leddes av forskare vid University of California, Berkeley. Forskarna använde en kombination av genetik, elektrofysiologi och avbildningstekniker för att identifiera CO₂-receptorerna på fruktflugans neuroner. De fann att dessa receptorer är en del av en familj av proteiner som kallas jonotropa glutamatreceptorer (iGluRs). Dessa receptorer aktiveras normalt av signalsubstansen glutamat, men när det gäller fruktflugor har de utvecklats till att även svara på CO₂.

Forskarna fann också att CO₂-receptorerna är belägna på spetsarna av neuronernas dendriter. Detta är den del av neuronen som tar emot signaler från andra neuroner och sensoriska celler. CO₂-receptorerna kan upptäcka även mycket låga nivåer av CO₂, vilket är viktigt för att fruktflugor ska hitta ruttnande frukt.

Hur man blockerar CO₂-receptorer

Förutom att identifiera CO₂-receptorerna hittade forskarna också ett sätt att blockera dem. De screenade ett bibliotek av föreningar och identifierade en liten molekyl som binder till receptorerna och hindrar dem från att svara på CO₂. Denna förening skulle potentiellt kunna användas för att utveckla nya sätt att bekämpa fruktflugor och andra skadedjur som attraheras av CO₂.

Möjliga applikationer

Upptäckten av CO₂-receptorer på fruktflugans neuroner kan ha ett antal potentiella tillämpningar. Det kan till exempel användas för att utveckla nya sätt att bekämpa fruktflugor och andra skadedjur som attraheras av CO₂. Det kan också användas för att studera luktsinnet hos andra insekter och djur. Slutligen kan det hjälpa forskare att bättre förstå hur nervceller fungerar och hur de bearbetar sensorisk information.

skadedjursbekämpning

CO₂-receptorerna som identifierades i denna studie skulle kunna användas för att utveckla nya sätt att kontrollera fruktflugor och andra skadedjur som attraheras av CO₂. Till exempel kan fällor betas med CO₂ och sedan användas för att fånga in skadedjuren. Alternativt kan föreningar som blockerar CO₂-receptorerna sprayas på grödor eller andra områden där skadedjur är ett problem. Detta skulle göra skadedjuren sämre att hitta mat och skulle kunna bidra till att minska deras populationer.

Att studera luktsinnet

CO₂-receptorerna som identifierades i denna studie kan också användas för att studera luktsinnet hos andra insekter och djur. Genom att jämföra CO₂-receptorerna i olika arter kan forskare lära sig mer om hur luktsinnet har utvecklats och hur det används för olika ändamål. Denna information kan hjälpa till att bättre förstå hur djur interagerar med sin miljö och hur de hittar mat och kompisar.

Förstå neurons funktion

Slutligen kan upptäckten av CO₂-receptorerna på fruktflugans neuroner hjälpa forskare att bättre förstå hur neuroner fungerar och hur de bearbetar sensorisk information. Denna information kan hjälpa till att främja neurovetenskapen och leda till nya insikter om hur hjärnan fungerar.