Evolution av malariamyggans doftvärld

Myggornas sug efter nektar, som de får via blommor, är en viktig resurs för att ge dem tillräckligt med energi för att lokalisera människor att suga blod från.  En annan viktig aspekt är honans val av äggläggningsplats, en plats där hon kan hitta mat och skydd för sin avkomma, och säkerställa nästa generation av blodsugande myggor. Även honans strategier för att undvika de djur vars blod inte är optimalt för utveckling av äggen ökar risken för sjukdomsspridning hos människor. All dessa resurser har en karakteristisk doft som myggorna kan känna igen och anpassa sitt beteende efter. 

Till följd av detta är det viktigt att förstå hur myggorna använder sig av sitt doftsinne, specifikt hur funktionen av deras doftreceptorer är utvecklade för att hitta dessa kemiska signaturer i landskapet. Tillsammans med myggans doftreceptorer bildar dessa kemiska signaturer myggans doftvärld. Problemet är att alla myggor föredrar inte samma resurser: exempelvis tycker vissa myggarter om att suga blod från människor, medan andra från kor. Detta betyder att, även om deras doftvärld till viss grad överlappar så är den inte identisk. Ju mer vi vet om malariamyggans doftvärld, och hur den varierar mellan olika resurser, desto mer sannolikt är det att vi kan förespå förändringar i deras förmåga att sprida sjukdomar, och därmed ta fram nya kontrollmetoder för dessa sjukdomar.

Syftet med denna studie är att beskriva doftvärlden hos tre närbesläktade arter malariamyggor, vilka skiljer sig åt i de resurser de föredrar, och identifiera hur dessa skillnader har uppstått. Detta genom att studera de bakomliggande genetiska mekanismerna i myggornas doftreceptorer, vilka kan förklara skillnader i hur de uppfattar sin omgivning.  För detta ändamål kommer vi att identifiera vilka doftsignaler från myggornas naturliga resurser som detekteras av specifika doftreceptorer, vilket kommer att ge oss en beskrivning as deras doftvärld. 

Vi kommer att använda oss av en tvådelad strategi. Inledningsvis kommer vi att klona de gener som kodar för doftreceptorer hos den Afrikanska malariamyggan, Anopheles gambiae, och uttrycka dessa i vinägerflugan, Drosophila melanogaster. Detta är en väletablerad metod där vi kan utföra fysiologiska avledningar från flugans sinnesceller, med syfte att identifiera vilka dofter en doftreceptor kan känna igen. När vi har beskrivit doftvärlden för Anopheles gambiae kan vi identifiera vilka doftsignaler och doftreceptorer som skiljer sig mellan denna och de två andra arterna av malariamyggor. Här kommer vi att uttrycka doftreceptorerna i ett annat system, och kvantifiera responsen till olika doftsignaler genom skillnader i fluorescens. 

Efter att vi har beskrivit den basala doftvärlden för de tre arterna av malariamyggor, avser vi att undersöka hur denna värld förändras på två olika tidsskalor. Först kommer vi titta på hur doftvärlden förändras under en myggas livstid, då en honmygga primärt är intresserad av att hitta en blomma att suga nektar från, för att sedan rikta in sig på att hitta en människa eller ett djur, för att till sist finna en plats att lägga sina ägg. 

Vi kommer även analysera hur doftvärlden förändras i evolutionär tid, genom att undersöka de tre arterna som separerade från varandra för upp till tiotusen år sedan från en gemensam anfader. I båda fallen kommer vi att undersöka mängden mRNA, som är den molekylära föregångaren till doftreceptorerna, genom att identifiera förändringar, där en skillnad i förekomst speglar en förändring i känsligheten av myggans doftsinne till en viss doftsignal. Om vi kan visa en förändring med tiden kan vi påvisa att malariamyggans doftvärld är dynamisk. 

Detta projekt är av stor vikt och bygger på en ackumulerad kunskap om malariamyggans doftsyrda beteenden och fysiologi, och de doftsignaler och doftreceptorer som styr myggornas val av resurser. När vi har en komplett bild över denna data kan vi lösa gåtan kring hur malariamyggans doftvärld utvecklats evolutionärt. Härmed kan vi även förutspå framtida förändringar i myggors doftvärld vilket kan leda till nya sätt att bekämpa och kontrollera sjukdomsspridande myggor.