生物：果蠅偵測環境二氧化碳的利器

編輯 Winnie 報導
洛杉磯加州大學（UCLA）與洛克菲勒大學（Rockefeller University）的研究人員發現，果蠅藉由味覺受器（gustatory receptor）Gr21a及Gr63a偵測環境中的二氧化碳濃度，此項研究發表在自然（Nature）期刊。

大部分的昆蟲能以二氧化碳的濃度來判斷周遭的環境，進一步採取相對應的行為反應。舉例來說：病媒蚊能以環境中二氧化碳濃度來判斷宿主的位置；天蛾藉由偵測曼陀羅花所產生的二氧化碳多寡來判定這些花的品質；蜂巢中二氧化碳濃度過高會激起蜜蜂的振翅舞動。然而昆蟲偵測二氧化碳的分子機制依舊是個謎團。

先前研究發現果蠅味覺受器Gr21a只會表現在能偵測二氧化碳的神經元（CO2-sensitive neuron）。破壞Gr21a的表現會使嗅覺神經元失去對二氧化碳的反應。不過，在非二氧化碳偵測神經元（CO2-insensitive neuron）中表現Gr21a不足以賦予此嗅覺神經元偵測二氧化碳的能力，顯示還有某些未知分子參與在二氧化碳偵測機制中。

最近，洛杉磯加州大學與洛克菲勒大學的研究人員以原位雜交（in situ hybridization）的方法發現另一個味覺受器Gr63a也只表現在能偵測二氧化碳的神經元。

他們利用果蠅遺傳學的方法，在非二氧化碳偵測神經元中同時表現Gr21a與Gr63a，可賦予此神經元偵測二氧化碳濃度的能力；單獨地表現Gr21a或Gr63a則無法提供此功能。另一方面，在能偵測二氧化碳的神經元中移除Gr63a，則會導致此神經元喪失對二氧化碳的反應。

這個團隊在非洲瘧蚊（A. gambiae）中也找到了Gr21a與Gr63a的同源基因，顯示昆蟲可能利用相似的分子機制感應二氧化碳。

此項研究發現Gr21a及Gr63a共同參與了二氧化碳偵測的過程，但詳細的分子機制有待進一步的研究。目前也還不清楚這兩個受器是直接偵測二氧化碳，或是偵測二氧化碳溶於水中所形成的碳酸。

二氧化碳濃度是病媒蚊感測宿主位置的重要憑藉，藉由了解昆蟲感測二氧化碳濃度的分子機制，或許能提供人類一個防治病媒蚊的新方向。

原始論文: Jones, W. et al. Two chemosensory receptors together mediate carbon dioxide detection in Drosophila. Nature, 445, 86-90 (2007)
參考來源：
Nature: Scent secrets of insects

《轉載科景網站》