アリは、他のほとんどの昆虫よりも四から五倍多くの臭い受容体を持っている、研究者のチームが発見しました。
VanderbiltのLawrence Zwiebel率いる研究チームは、最近、アリに味と香りの感覚を提供する嗅覚システムの最初の完全なマップを完成させました。 彼らは、勤勉な昆虫が約400の異なる臭気受容体、異なる臭気を検出する特別なタンパク質を作る遺伝子を持っていることを発見しました。 比較すると、絹の蛾は52、ショウジョウバエは61、蚊は74から158の範囲で、ミツバチは174を持っています。
“私にとって最もエキサイティングな瞬間は、分析が戻ってきたとき、私たちは400以上のOR遺伝子、既知の昆虫種の最大数を同定したことを示していた、”Xiaofan Zhou、 “それは、アリを地球上で最も成功した家族の一つにした複雑な社会システムの新しいレベルの理解を得るための第一歩を踏み出したことを意味し”
人々は長い間興味をそそられ、分業で高度に組織されたコロニーを形成するアリの能力に触発されてきました。個人間のコミュニケーションと複雑な問題を解決する能力。 しばらくの間、科学者たちは化学コミュニケーションがアリの行動に重要な役割を果たすことも知られています。 “だから、臭気感知能力のこの劇的な拡大は、アリが社会組織のような高いレベルを開発することができたものであることを合理的な仮定だ、”ローレンスZwiebel、生物学の教授は、Augに掲載された新しい研究を監督したと述べた。 ジャーナルPLoS遺伝学の30号。
Zwiebelのチームは、ニューヨーク大学のDanny Reinbergが率い、Howard Hughes Medical Instituteが資金を提供した”Epigenetics of Behavior,Longevity and Social Organization in Ants”と題された学際的なプロジェクトの一環として、二つの明確に異な 2010年、このプロジェクトは、フロリダ–カーペンター–アリ（Camponotus floridanus）とインドのジャンプ-アリ（Harpegnathos saltator）のゲノムを初めて塩基配列決定した。 この努力は、詳細な嗅覚研究を可能にする段階を設定しました。
ほとんどの昆虫の嗅覚系は、そのアンテナを中心としており、広く受容体の三つの異なるクラスで構成されています:臭気受容体(ORs),異; そして、新たに発見されたイオノトロピックグルタミン酸受容体（IRs）は、狭い様々な有毒および毒性化合物に調整されています。 この研究では、アリの嗅覚系の主要な拡張がORsに焦点を当てていることがわかりました。 GRsおよびIRsの数は、他の昆虫に見られるものと同等である。
二つのアリのゲノムの最初の自動化された分析は、ORsと十GRsの約100遺伝子のみを発見しました。 「嗅覚受容体を同定することは非常に困難であるため、これらの数値が低いことはわかっていました」とZhou氏は述べています。 そこで彼と彼の同僚は、広範な手動評価と組み合わせて、この目的のための新しい自動化されたバイオインフォマティックプロセスを設計しました。
研究者はまた、二つの種におけるORsの同一性と発現レベルの両方を比較し、有意な違いを発見しました。 この2種はアリ科に存在する高いレベルの多様性を反映するように選択されたため、これは驚くべきことではありませんでした。 大工アリは、すべての受精卵を生産する長寿命の女王との大規模なコロニーに住んでいます。 無菌労働者の2つのカーストがあります。 女王が死ぬとき、植民地もそうです。 ジャンプアリは、対照的に、小さなグループに住んでいる、女王と労働者の違いは限られており、一部の労働者は交尾して受精卵を産むことができます。 「受容体の違いは、おそらく2つの種のライフスタイルの違いと関連している」とZhouは語った。
同様に、彼らの分析では、男性と女性のアンテナのORsに重要な違いが見つかりました。 全体として、彼らは、男性が女性が表現するOrの数の3分の1しか持っていないことを発見しました。 「男性の主な役割は卵の受精であるため、男性が発現し、女性が発現しないOrは、おそらく女王によって産生されるフェロモンに調整されていると想定しています」とZhou氏は述べています。
チームはまた、特定のOrをオフに設定する化学信号を識別するための最初のステップを取りました。 研究仲間のJesse Sloneは、マラリア蚊の化学シグナルとORsをマッチングさせるために、グループが最初に開発したアッセイを適応させました。 このアッセイは、受容体が卵の表面に発現されるように、受容体の遺伝子をカエルの卵に挿入することを含む。 卵を配線し、それらを異なる化合物にさらすことによって、卵は受容体が活性化されると測定可能な電気信号を生成する。
Sloneは、このアッセイを使用して、アリ種のそれぞれを誘発する化合物を同定しました。
Sloneは、アリ種のそれぞれを誘発する化合物を同定しまし 彼はアニスで見つけられた芳香の混合物が彼がテストした跳躍の蟻からまたはを誘発したことが分った。 受容体は男性と労働者の両方に見出された。 研究は、アニス油が昆虫のいくつかの種に忌避剤および/または殺虫効果を有することを示しているので、化合物は、これまたは検出するように設計されている一般的な昆虫忌避剤であってもよい、スローネは推測します。比較すると、大工のアリからのORは、調理された牛肉と豚肉に見られる天然に存在する臭気物質に反応することが判明しました。
科学者たちは、なぜこの化合物がアリに関連しているのか分かりませんが、特定の受容体が男性に比べて労働者で強化されていることを確立しました。
“これは始まりにすぎません。 しかし、私たちは、アリの臭気空間をマッピングし、アリの広範なレパートリーの特定の行動を引き起こす化学信号を特定するために、”または探偵”として行動
これは、Zwiebelラボのための主要な新しい研究アベニューの開これは、マラリア蚊の嗅覚システムを解体する先駆的な仕事に焦点を当ててきました。 “私が大学院にいたとき、私たちのグループは、遺伝子がアリの社会的行動に果たすかもしれない役割を解読することを夢見ていました。 だから私はそれが来たときにこの機会を渡すことができませんでした。 それは30年かかったが、我々は最終的に我々は実際にこれらの研究を行うことができるポイントに得ています。”
生物科学アントニスRokisの助教授、ペンシルベニア大学の教授シェリー*バーガー、アリゾナ州立大学の助教授ユルゲンリービッグ、カリフォルニア大学の助