自然科普：這種讓貓主子沉迷的植物，還可以用作驅(qū)蚊劑


圖片來源：Gallio lab / Northwestern
作為一種能讓貓產(chǎn)生欣快感和迷幻感的植物，貓薄荷常會被添加進(jìn)貓用玩具中。但這種植物其實還是一種知名的驅(qū)蟲劑。最近的研究表明，貓薄荷的驅(qū)蚊功能不亞于人工合成的驅(qū)蚊劑 DEET。
作為薄荷家族的一員，貓薄荷這種植物能夠驅(qū)蟲的原理在曾經(jīng)很長一段時間內(nèi)都不被人所知。在 3 月 4 日由美國西北大學(xué)和瑞典隆德大學(xué)聯(lián)合發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上的一篇論文報道了貓薄荷能夠啟動與蚊子厭惡反應(yīng)關(guān)聯(lián)的受體，揭開了這一原理的神秘面紗。


圖源：https://www.zhihu.com/question/35491487
隆德大學(xué)副教授，論文的共同通訊作者之一 Marcus C. Stensmyr 說：“貓薄荷與它的有效成分荊芥內(nèi)酯（Nepetalactone）在幾千年前的古羅馬時代就被用于驅(qū)蟲了。但貓薄荷為何能對大部分昆蟲有效卻不得而知。”
傳統(tǒng)方法常用殺蟲劑來控制蚊子的數(shù)量，但這樣也會殺死其它昆蟲引起連帶損害?，F(xiàn)代人工合成的驅(qū)蚊劑 DEET 會干擾蚊子的嗅覺和味覺感受器，讓它們不能通過特定的化學(xué)信號來識別人類。
西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)副教授 Marco Gallio 說：“我們發(fā)現(xiàn)貓薄荷和它的有效成分荊芥內(nèi)酯能夠激活 TRPA1，它是一種非常古老的痛覺受體，扁形蟲、果蠅甚至人類都具有這種感受器。我們認(rèn)為，貓薄荷能有如此廣泛的驅(qū)蟲作用就是因為它能激活這種廣泛存在的刺激性受體?！?br> Gallio 實驗室先前的研究表明：TRPA1 是一種離子通道。它負(fù)責(zé)感受環(huán)境中疼和癢等的刺激，又被稱為“芥末受體”。
Gallio 說：“有趣的是，不像芥末或大蒜會刺激到人類，貓薄荷只會選擇性激活昆蟲的這一受體。這就解釋了為什么人類能拿貓薄荷來驅(qū)蟲但自己卻不受影響?！敝劣谪埍『蔀槭裁磳ω堄羞@么大的吸引力，那就是另一個我們還沒有完全搞明白的故事了。研究人員推測這可能跟貓薄荷的有效成分與貓大腦的獎賞系統(tǒng)中某些分子之間存在不同尋常的相互作用有關(guān)。
Stensmyr 表示：“由于氣候變化，蚊子的生存區(qū)正從赤道向地球的南北兩極擴(kuò)張。為了控制蚊子所傳播的疾病，開發(fā)植物源性的驅(qū)蟲劑正變得越來越重要。植物們早就知道如何保護(hù)自己免受昆蟲的侵害了，所以我們應(yīng)該向它們學(xué)習(xí)。”Gallio 還補充說，提取自植物的驅(qū)蟲劑有著廉價且易于獲得的特點。這些特點將會讓它更適用于那些被蚊媒病所困擾的發(fā)展中國家。
Gallio 位于美國西北大學(xué)的實驗室主要研究果蠅的感覺系統(tǒng)，包括它們對溫度和疼痛的響應(yīng)機(jī)制。而 Stensmyr 的實驗室主要關(guān)注蚊子和其他傳播人類疾病的昆蟲。他們一起研究了許多種昆蟲，以便更好地了解貓薄荷和它的活性成分是如何在不刺激到人類的前提下起到驅(qū)蟲效果的。


圖源：pixabay
為了確認(rèn)他們的結(jié)果，研究團(tuán)隊進(jìn)行了一系列的測試。他們使用一個被貓薄荷浸泡過的尼龍襪覆蓋的碟子飼喂蚊子，用蚊子做風(fēng)洞試驗，并召集志愿者做叮咬實驗來對比貓薄荷的功效。
Gallio 相信特異性靶向蚊子刺激性受體的這一思路可以被應(yīng)用于下一代驅(qū)蟲劑的開發(fā)。
他說：“這是一個研究荊芥內(nèi)酯分子如何作用在蛋白受體上的切入點。一旦我們了解了這種分子的化學(xué)功能以及它與受體如何相互作用，我們就可以自己設(shè)計更有效、特異性更強(qiáng)的分子?！?br> 至于如何不讓貓貓們追著他們到處跑，就是這個團(tuán)隊的下一個工作了。
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翻譯：全季康
審校：魏瀟
引進(jìn)來源：美國西北大學(xué)
引進(jìn)鏈接：https://eurekalert.org/pub_releases/2021-03/nu-ccb022521.php
本文來自：環(huán)球科學(xué)



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