為了躲避蚊子，人類也是想過各種各樣的方法。比如開發(fā)驅(qū)蚊劑。很多驅(qū)蚊劑使用的有效成分是蚊子討厭的氣味，蚊子聞到就想避開。而且，蚊子對這些氣味特別敏感，因此驅(qū)蚊劑涂在皮膚上，還會掩蓋我們的“人味兒”——沒錯，人和其他蚊子愛叮的動物都會散發(fā)出一些特有的氣味刺激蚊子的嗅覺神經(jīng)。

專門研究蚊子嗅覺的科學(xué)家Christopher J。 Potter教授就想到了一個主意：改造蚊子的嗅覺神經(jīng)，會不會讓它們聞到“人味兒”也像聞到驅(qū)蚊劑一樣覺得“味兒太沖”？如果是這樣的話，蚊子不就根本不想靠近我們了嗎？

Potter教授在改造昆蟲的嗅覺系統(tǒng)方面頗有經(jīng)驗。他在約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院（Johns Hopkins University School of Medicine）的團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)了一項技術(shù)，并在另一種依靠嗅覺搜索食物的昆蟲——果蠅身上成功做過實驗。

果蠅通過頭部、觸角和上頜觸須的嗅感受器神經(jīng)元感知氣味。通過改造，研究人員在它們的嗅感覺神經(jīng)元上額外“安裝”了大量氣味受體（OR）。如此一來，基于氣味受體的信號大量輸送到大腦，果蠅聞到氣味后扭頭飛走。

▲觸角也是蚊子的重要嗅覺器官，觸角毛有嗅感覺神經(jīng)元，上面分布著氣味受體，可被不同的氣味分子激活（圖片來源：參考資料[1]）

參考先前的經(jīng)驗，這支研究團(tuán)隊著手改造雌性岡比亞按蚊（Anopheles gambiae），這些蚊子正是傳播瘧疾的罪魁禍?zhǔn)字弧?/p>

研究人員通過基因改造讓蚊子的嗅感覺神經(jīng)元大量表達(dá)一種名為AgOR2的氣味受體，這些受體對人類和動物皮膚上的主要成分（如吲哚和苯甲醛）有反應(yīng)。根據(jù)設(shè)想，人或動物發(fā)出的這些氣味分子本來只會激活特定的一小群嗅感覺神經(jīng)元，現(xiàn)在就可以激活幾乎所有的嗅感覺神經(jīng)元，應(yīng)該會導(dǎo)致蚊子逃避過于強(qiáng)烈的氣味信號。

改造雖然成功了，蚊子的行為卻令研究人員大感意外。通過測量嗅感覺神經(jīng)元的活動，他們發(fā)現(xiàn)，與設(shè)想相反，過度表達(dá)AgOR2受體的蚊子對動物氣味分子反而變得遲鈍了。

非但如此，蚊子對化學(xué)氣味分子的反應(yīng)普遍降低——這意味著，那些原本讓它們難以忍受的驅(qū)蟲劑，也沒有那么沖了？實驗結(jié)果證實了這個不妙的猜測：研究人員用常見的驅(qū)蚊劑成分（如檸檬草精油）測試蚊子對氣味的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)過度表達(dá)AgOR2的蚊子變得無視驅(qū)蟲劑的存在……

▲未改造的蚊子聞到動物氣味時，觸角中的嗅覺神經(jīng)元會被激活（上圖中發(fā)藍(lán)光的部分），改造后的蚊子擁有了更多氣味受體AgOR2（下圖），卻對動物氣味無動于衷（圖片來源：參考資料[1]；Sarah Maguire & Christopher Potter， Johns Hopkins Medicine）

看到這樣的結(jié)果，Potter教授說：“當(dāng)實驗并沒有得到預(yù)期的進(jìn)展時，通常意味著會有新的發(fā)現(xiàn)。”

所以研究人員又繼續(xù)對背后的分子機(jī)制進(jìn)行了探索。利用RNA測序技術(shù)，他們檢查了蚊子觸角嗅覺神經(jīng)元里的基因表達(dá)。正常情況下，不同嗅感覺神經(jīng)元上有不同的氣味受體，而他們發(fā)現(xiàn)，人為增加AgOR2后，原有的天然受體的表達(dá)量減少了95%。也就是說，與沒有經(jīng)過改造的蚊子相比，過量表達(dá)氣味受體AgOR2的蚊子會以某種方式關(guān)閉其他氣味受體的基因表達(dá)，這是過去在果蠅實驗中沒有發(fā)生過的。

研究人員推測，蚊子體內(nèi)可能有一種保障機(jī)制，通過調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，確保嗅感覺神經(jīng)元上只表達(dá)一種類型的氣味受體。而這種調(diào)節(jié)過程可能與蚊子嗅覺發(fā)育過程更長有關(guān)。

在他們最近發(fā)表于Cell Reports上的論文中，研究人員分析，按蚊的嗅覺系統(tǒng)會持續(xù)發(fā)育到羽化后的成蟲階段，此時嗅覺神經(jīng)元還能基于周圍環(huán)境靈活表達(dá)不同的氣味受體，這會很有利于找到叮咬對象。

Potter教授總結(jié)說：“蚊子比我們想象的難搞多了。”不過，科學(xué)家并沒有放棄，為了讓蚊子不再喜歡“人味兒”，他們還在繼續(xù)尋找新的方法欺騙蚊子的嗅覺系統(tǒng)。

衷心希望科學(xué)家們早日成功！