深圳新闻网2026年10月16日讯(光明新闻记者 范晓霞)为什么蚊子能精准锁定你?因为蚊子能够闻到你与众不同的气味。10月14日,深圳医学科学院生物构造与互作研究所(IBABI)潘孝敬团队联合深圳湾实验室柳峰、黄恺团队,在昆虫化学感受与蚊虫宿主识别机制研究方面取得重要突破。相关成果在线发表于国际顶级期刊《自然》(Nature)。
蚊子寻找宿主依赖味觉受体、气味受体和离子型受体。它们分工协作,使昆虫能够识别二氧化碳、糖类与苦味物质、挥发性气味如羧酸和胺类等多种线索,并驱动宿主寻找等关键行为。其中,羧酸类物质(如壬酸、辛酸)是人体汗液和皮脂中的重要成分,也是蚊子判断“附近有人”的关键线索。
由深圳医学科学院潘孝敬团队联合深圳湾实验室柳峰、黄恺团队组成的研究小组,以传播疟疾的斯氏按蚊为研究对象,借助冷冻电镜技术,解析IR8a–IR75k复合物在四种功能状态下的高分辨率结构。研究证实,该复合物为异源四聚体,拥有独特的组装形式;IR75k负责特异性识别气味分子,能区分碳链长度有差异的羧酸,解释了壬酸对蚊子吸引力强于辛酸的底层原因。
研究还发现一套“分子杠杆”信号传导机制:气味分子与受体结合后,蛋白结构发生旋转,通过一段刚性短链传递机械力,拉动跨膜结构打开离子通道,将化学气味信号转变为神经电信号。团队通过突变实验、分子动力学模拟等方式验证了该模型。
本研究首次建立昆虫IR复合物从配体识别到通道开启的完整结构机制,使人们能够在同一原子尺度框架下理解昆虫三大化学感受受体体系的异同。同时,研究发现的受体结合口袋、关键位点,为研发新型蚊虫引诱剂、驱避剂提供全新靶点,助力开发绿色精准的蚊媒传染病防控手段。
深圳医学科学院特聘研究员潘孝敬、深圳湾实验室特聘研究员柳峰、黄恺为本文的共同通讯作者。深圳医学科学院副研究员徐莉、深圳湾实验室博士后王鑫以及深圳湾实验室助理研究员全学波为本文的共同第一作者。深圳湾实验室助理研究员Stephen T Ferguson,深圳医科院博士生刘东、陈嘉伟,西湖大学博士后王赛,深圳湾实验室科研助理梁思敏以及西湖大学特聘研究员黄高兴宇为本研究提供了重要帮助。该研究得到科技部、国家自然科学基金、深圳湾实验室的经费支持。