ยาฆ่าแมลงตามธรรมชาติที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่งไล่ยุงได้อย่างไร

น่าแปลกที่แม้จะมีการใช้อย่างแพร่หลาย แต่ก็ไม่มีใครเข้าใจว่ายากันยุงส่วนใหญ่ไล่แมลงได้อย่างไร ตอนนี้นักวิจัยกำลังเริ่มค้นพบปริศนาชิ้นแรก การศึกษาใหม่ระบุตัวรับกลิ่นในยุงที่ช่วยให้พวกมันดมกลิ่นและหลีกเลี่ยงปริมาณของไพรีทรัมซึ่งเป็นสารสกัดจากพืชที่ใช้กันมานานหลายศตวรรษเพื่อไล่แมลงกัด สารกำจัดแมลงที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่งที่รู้จัก ไพรีทรัมมาจากดอกเบญจมาศบางสายพันธุ์ที่แห้งและแตก ไพรีทรัมแตกตัวอย่างรวดเร็วเมื่อโดนแสงแดดและไม่สามารถดูดซึมผ่านผิวหนังได้ ดังนั้นยาฆ่าแมลงจึงได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับใช้กับเด็กและสัตว์เลี้ยง สิ่งที่ทำให้ไพรีทรัมเป็นพิษต่อยุงเป็นที่ทราบกันมานานแล้ว ทำงานโดยการจับกับรูขุมขนเล็กๆ ในเซลล์ประสาทของแมลงและทำให้เป็นอัมพาตเมื่อสัมผัส แต่มันมีคุณสมบัติอื่นที่มีรูปแบบการกระทำที่ลึกลับมากกว่า ที่ระดับความเข้มข้นต่ำ มันไม่ได้ป้องกันโดยการฆ่ายุง ยาฆ่าแมลง แต่โดยการป้องกันไม่ให้พวกมันเข้าใกล้มากพอที่จะร่อนลงและกัดในตอนแรก นำโดยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยา Ke Dong ซึ่งเพิ่งเข้าร่วมคณะที่ Duke University ทีมได้ทำการทดสอบที่หลากหลายเพื่อทำความเข้าใจว่ายุงตรวจจับและหลีกเลี่ยงไพรีทรัมได้อย่างไร และส่วนประกอบทางเคมีของสารสกัดใดที่ช่วยให้พวกมันทำแบบนั้นได้ ขั้นแรก พวกเขาให้ผู้คนสวมถุงมือยางแบบพิเศษ และยื่นมือเข้าไปในกรงที่มียุงที่หิวโหย 50 ตัว ถุงมือมีมุ้งลวดที่ด้านหลังซึ่งทำจากตาข่ายแบบหลวมๆ 2 ชั้น ชั้นบนสุดทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันยุงไม่สามารถกัดผ่านได้ โดยปกติแล้ว ยุงจะรู้สึกถึงความร้อนและกลิ่นหอมของผิวหนังมนุษย์ที่ลอยผ่านตาข่ายอย่างไม่อาจต้านทานได้ และพวกมันจะร่อนลงมาอย่างรวดเร็วและสำรวจดู แต่เมื่อชั้นล่างสุดของตาข่ายที่ใกล้ผิวหนังที่สุดได้รับการรักษาด้วยไพรีทรัม พวกเขาหมดความสนใจ การทดลองในช่วงแรกนี้ยืนยันว่ายุงไม่จำเป็นต้องเข้าใกล้มากพอที่จะลิ้มรสหรือสัมผัสผิวหนังหรือเสื้อผ้าที่ได้รับไพรีทรัมเพื่ออยู่ให้ห่าง เพื่อตรวจสอบว่ามีกลิ่นหรือไม่ นักวิจัยได้ติดขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กเข้ากับขนเล็กๆ ที่ปกคลุมหนวดของยุง และวัดการตอบสนองทางไฟฟ้าของพวกมันต่อฟองอากาศที่มีสารเคมีที่ปล่อยออกมาจากไพรีทรัมและสารขับไล่อื่นๆ ความสามารถในการรับกลิ่นของยุงมาจากตัวรับพิเศษที่ฝังอยู่ในเซลล์ประสาทบนหนวดและส่วนปากของแมลง เมื่อโมเลกุลของกลิ่นลอยอยู่ในอากาศกระตุ้นตัวรับเหล่านี้ เซลล์ประสาทจะส่งข้อความไปยังสมองเพื่อระบุกลิ่น Dong และเพื่อนร่วมงานของเธอสามารถระบุส่วนผสมเฉพาะในสารสกัดจากดอกไพรีทรัมที่เรียกว่า EBF ซึ่งกระตุ้นตัวรับกลิ่นในเสาอากาศของยุงที่เรียกว่า Or31 พวกเขาพบว่า EBF ทำงานร่วมกับส่วนประกอบอื่นๆ ที่เรียกว่า pyrethrins เพื่อสร้างช่อดอกไม้ที่สวยงามเป็นพิเศษ แม้แต่ปริมาณเล็กน้อยที่ยุงแทบจะไม่สังเกตเห็นเมื่อสารประกอบเกิดขึ้นเพียงลำพัง - โมเลกุลของกลิ่นน้อยกว่าห้าโมเลกุลต่อล้านโมเลกุลของอากาศ - ก็สามารถส่งแมลงบินหรือคลานออกไปได้เมื่อพวกมันเกิดขึ้นพร้อมกัน ในขณะที่นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่ยุงสายพันธุ์ Aedes aegypti ซึ่งแพร่กระจายไวรัสเช่น Zika ไข้เหลือง และไข้เลือดออก พวกเขายังพบตัวรับกลิ่น Or31 ที่มีลำดับโปรตีนที่คล้ายกันอย่างน่าทึ่งในยุงอีก 6 สายพันธุ์ ยุงมากกว่า 200 ชนิดอาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกาเพียงอย่างเดียว ประมาณหนึ่งโหลที่แพร่เชื้อโรคที่สามารถทำให้คนป่วยได้ เมื่อยุงมีความทนทานต่อการป้องกันสารเคมีที่ดีที่สุดของเรามากขึ้นเรื่อย ๆ นักวิจัยจึงมองหาวิธีใหม่ ๆ ในการต่อสู้อย่างต่อเนื่อง การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในวารสารNature Communicationsเมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม สามารถช่วยนักวิจัยพัฒนายาไล่ยุงชนิดใหม่เพื่อไล่ยุงได้หลากหลายชนิด และป้องกันไม่ให้ยุงกัดคนและแพร่โรค โครงการวิจัยของ Ke Dong ได้รับการสนับสนุนจาก US National Institutes of Health (GM115475) คณะกรรมาธิการของ Michigan State University ได้ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับการค้นพบนี้