ทีมสหวิทยาการของนักวิจัยเวอร์จิเนียเทคกำลังพยายามทำความเข้าใจลักษณะทางสรีรวิทยาและชีวกลศาสตร์ของการให้อาหารเลือดในยุงและการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการของยุงจากน้ำตาลไปสู่การให้อาหารเลือด ซึ่งเป็นความรู้ที่อาจช่วยงานในอนาคตเพื่อหยุดการแพร่กระจายของโรค Chloé Lahondère ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้าน ชีวเคมีแห่งวิทยาลัยเกษตรและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตและอาจารย์ในเครือของ Center for Emergingกล่าวว่า “ยุงเป็นสัตว์ที่อันตรายถึงชีวิตที่สุดในโลกเนื่องจากเชื้อโรคที่พวกมันส่งต่อไปยังมนุษย์และสัตว์อื่นๆ” เชื้อโรคจาก สัตว์สู่คนและสัตว์ขาปล้องใน สถาบัน Fralin Life Sciences
“ยุงตัวเมียเป็นพาหะนำเชื้อโรคขณะกัดเหยื่อ” เธอกล่าวต่อ
“ตัวเมียยังสามารถกินพืชได้ ดังนั้นแหล่งอาหารจึงได้แก่ เลือด น้ำหวาน และของเหลวจากพืช ซึ่งมีความหนืดและอุณหภูมิต่างกันมาก หนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของโครงการของเราคือการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปรับตัวเฉพาะที่ทำให้ยุงตัวเมียบางสายพันธุ์สามารถ กินของเหลวหลากหลายชนิด” Lahondère และ Clément Vinauger ซึ่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีในวิทยาลัยเกษตรและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตและคณะในเครือของ Center for Emerging, Zoonotic และ Arthropod-borne Pathogens จะทำงานร่วมกับ Jake Socha, Samuel Herrick ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ และกลศาสตร์และ Mark Stremler ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์และกลศาสตร์ในวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์เพื่อวิเคราะห์ข้อจำกัดทางชีวกลศาสตร์และการแลกเปลี่ยนระหว่างน้ำตาลและการให้อาหารในเลือดของยุง โดยได้รับทุนสนับสนุน 1 ล้านดอลลาร์จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติแม้ว่าจะทราบกันดีเกี่ยวกับการให้อาหารของยุง เช่น ความสามารถในการกินอาหารของสัตว์หลายชนิด ตั้งแต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมไปจนถึงสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ความสามารถนี้วิวัฒนาการมาอย่างไรและผลกระทบของมันยังไม่ทราบแน่ชัด
ยุงตัวผู้และตัวเมียใช้น้ำตาลเพื่อป้อนเมแทบอลิซึมของพวกมันและประทังชีวิต ตัวผู้กินแต่น้ำหวานตลอดชีวิต ในขณะที่ตัวเมียยังกินสัตว์มีกระดูกสันหลัง เช่น มนุษย์ และใช้สารอาหารในเลือดเพื่อผลิตไข่ เฉพาะตัวเมียที่โตเต็มวัยเท่านั้นที่กินเลือด และนี่เป็นความจริงสำหรับบางสปีชีส์เท่านั้น ความเชี่ยวชาญในการให้เลือดโดยขึ้นอยู่กับเพศและสายพันธุ์นี้มีลักษณะเฉพาะและเป็นหัวข้อหลักที่น่าสนใจในการวิจัยของทีม
สมาชิกทุกคนในทีมเคยศึกษายุงมาก่อน แต่แมลงเหล่านี้เป็นพื้นฐาน
ของโครงการวิจัยของ Lahondère และ Vinauger ในห้องทดลอง Lahondèreการวิจัยมุ่งเน้นไปที่ชีววิทยาความร้อน สรีรวิทยา และระบบประสาทของแมลงดูดเลือด Neuro-ethology คือการศึกษาพื้นฐานทางประสาทของพฤติกรรมตามธรรมชาติในสัตว์ โดยพิจารณาว่าอวัยวะรับสัมผัสและโครงสร้างส่วนกลางประมวลผลสิ่งเร้าทางพฤติกรรมอย่างไร และระบบประสาทส่วนกลางรวมสิ่งนี้เข้าด้วยกันอย่างไร Vinauger Labอาศัยวิธีการแบบผสมผสานและทำงานร่วมกันในการศึกษาพฤติกรรมของยุงในระดับโมเลกุล สรีรวิทยา และระบบประสาท
อีกครึ่งหนึ่งของทีมวิจัยจะนำองค์ประกอบทางวิศวกรรมมาเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาของโครงการ
การวิจัยของ Sochaมีเป้าหมายเพื่อเปิดเผยหลักการพื้นฐานของการทำงานของสัตว์จากมุมมองเชิงกล และนำหลักการเหล่านั้นไปใช้ในการออกแบบทางวิศวกรรมใหม่ การวิจัยของ Stremler มุ่งเน้นไปที่กลศาสตร์ของไหลและทฤษฎีระบบไดนามิก Stremler ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการคำนวณเพื่อทำความเข้าใจไดนามิกและการควบคุมระบบของไหล
การก้าวข้ามขอบเขตระเบียบวินัยทำให้นักวิจัยทั้งสี่สามารถใช้วิธีการเชิงทดลองและการคำนวณเสริมเพื่อกำหนดทั้งสรีรวิทยาและชีวกลศาสตร์ของเลือดของยุงเทียบกับการให้อาหารที่มีน้ำตาล พวกเขายังมีจุดมุ่งหมายเพื่อระบุความแตกต่างพื้นฐานในการบริโภคของเหลวในยุง รู้ว่าแมลงกินของเหลวที่แตกต่างกันอย่างมากในอุณหภูมิทั้งสองอย่าง เช่น ของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเลือดเย็นและมนุษย์เลือดอุ่น และความหนืด
การพิจารณาว่าลักษณะทางสรีรวิทยาและชีวกลศาสตร์แบบใดที่ทำให้ยุงสามารถกินเลือดได้นั้นมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าอะไรทำให้ยุงไวต่อการเปลี่ยนไปกินเลือด การระบุปัจจัยเหล่านี้ยังสามารถเปิดเผยเป้าหมายที่เป็นไปได้สำหรับการควบคุมโรคที่มียุงเป็นพาหะ เช่น โดยการทำให้ยุงไม่สามารถกินเลือดได้ ตัวอย่างเช่น Lahondère ซึ่งเป็นสมาชิกในเครือของ Global Change Center ของ Fralin Life Science Institute กล่าว
Vinauger กล่าวว่า “ข้อมูลและข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับจากโครงการนี้คาดว่าจะขยายความรู้ของเราในด้านชีววิทยาพาหะนำโรคและชีวกลศาสตร์” Vinauger กล่าว “ความรู้ดังกล่าวจะช่วยให้เราออกแบบเครื่องมือชีวการแพทย์เชิงอุตสาหกรรมได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังอาจเปิดเผยวิธีที่จะทำลายความสามารถในการกินเลือดของยุงและด้วยเหตุนี้จึงเป็นพาหะนำโรค”
“เราคาดหวังว่าการค้นพบของเราจะมีการใช้งานจริงในอุตสาหกรรมและสภาพแวดล้อมอื่นๆ” Stremler กล่าว “สำหรับการใช้งานที่ต้องการการไหลในช่องขนาดเล็กมาก ยุงควรเป็นแรงบันดาลใจสำหรับวิธีในการผลิตและควบคุมการไหลโดยใช้ปั๊มขนาดเล็ก”
การวิจัยของพวกเขามีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาความรู้เรื่องการให้อาหารยุงในขณะเดียวกันก็แสวงหาโอกาสทางการศึกษา “ยุงมักถูกมองว่าเป็นพาหะนำโรคเท่านั้น หรือน่ารำคาญที่สุด” โสชากล่าว “เราวางแผนที่จะเข้าถึงผ่านโครงการริเริ่มต่างๆ รวมถึง BugFest และ Kids’ Tech University เพื่อสอนเด็กๆ เกี่ยวกับบทบาทของยุงในระบบนิเวศ”
credit: seasidestory.net libertyandgracereformed.org monalbumphotos.net sybasesolutions.com tennistotal.net sacredheartomaha.org mycoachfactoryoutlet.net nomadasbury.com womenshealthdirectory.net sysconceuta.com
