昆虫通过气味交流如何?

在我们周围,昆虫相互说:开始争夺配偶,寻找食物,并试图避免成为别人的下一顿饭。这种交流是容易斑点像萤火虫的闪光在夏夜或尖叫合唱的蝉afternoon-but许多最复杂的对话是有挑战性的观察,通过交换发生化学气味。

理解化学沟通可以发现新的的关键,更有效的方法来保护农作物或抵御昆虫的叮咬传播的疾病。SRI国际研究人员,在与弗吉尼亚理工大学和罗格斯大学的科学家合作,设计了遗传密码的方法识别部分,使昆虫交流使用的化学物质。他们的工作,最近发表在蛋白质科学提供了一个路线图,了解化学通讯进化和破译的第一步特定昆虫在说什么。

“害虫防治是一个长期的目标,特别是在农业、”说保罗O 'Maille斯里兰卡项目主任biocomplexity科学和相应的作者在纸上。“我们需要解码这门语言,能够拦截,或者重定向以智能方式。”

昆虫与松烯类通信,容易蒸发,通过空气传播,覆盖面积大,并可能达到很多其他的昆虫。但直到最近,研究人员认为昆虫无法产生他们自己的。一般认为昆虫获得萜烯从他们的环境,收集他们从食物中吃或托管微生物可以生产它们。

“在过去的一些年里,我的合作者和其他人发现,昆虫有基因编码的酶称为萜烯合成酶,这种沟通形式的喉舌,”O 'Maille说。萜烯合成酶是允许一个物种创建自己的萜烯。”,为我们打开了一个全新的世界。”实现,一些昆虫

能够创建萜烯写进他们的基因代码,研究人员着手设计一个寻找相似的其他物种的基因的方法。'Maille啊,他一直在研究植物中萜烯几个几十年,能够分解化学需要萜烯和确定哪些基因必须调整得以实现。他确定了几个motifs-patterns萜烯合成酶的基因代码,具体。

“我们基本上放在一起一个规则集对理解这些萜烯合成酶的自然历史,导致启发式,或一个方法,来预测是否基因是一种萜烯合成酶,”O 'Maille说。“使用启发式,我们看到有大量的这些萜烯合酶基因在不同insects-they很普遍。”

研究人员已经确定了几百个潜在的萜烯合酶基因通过应用他们的方法可用基因序列的昆虫。他们看过的物种代表29昆虫的只有8个订单到目前为止,但他们的数据表明terpene-based化学沟通多次独立进化而来的。

通过提供这个蓝图,研究人员希望能帮助其他科学家的身份验证萜烯合成酶在更多的昆虫,并开始了解这些萜烯的过程中被使用。一旦我们说的语言,我们可以尝试使用它的优势。例如,如果我们知道哪些化学物质吸引昆虫捕食重要作物,我们也许能够播种的诱饵植物生产这些化学物质和吸引昆虫。

“我们的解码能力,谈话给了我们更多的选择,”O 'Maille说。

O 'Maille也强调了本文方法不仅可以应用于昆虫。O 'Maille和他的同事们使用相同的技术来预测哪些部分基因组编码的萜烯合成酶可以应用到其他酶在其他物种。

“现在,我们可以对基因组测序权,但是我们不能解释基因很好,”O 'Maille说。“我们的工作提供了一个路线图开发启发式其他类的酶有更准确的预测功能的基因。”

参考:Rebholz Z, Shewade L,甘蓝K, et al。昆虫出现萜烯化学通讯:进化招聘类异戊二烯代谢。蛋白质科学。32 (5):2023;e4634。doi:10.1002 / pro.4634

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