很少有动物能像携带寨卡病毒、疟疾和登革热等疾病的蚊子那样完全专一。
普林斯顿大学神经科学研究所生态学和进化生物学助理教授卡罗琳·“林迪”·麦克布莱德说，事实上，在世界上3000多种蚊子中，大多数是机会主义蚊子。它们可能是哺乳动物的咬人者，也可能是鸟类的咬人者，它们对这些种类中的不同物种有轻微的偏好，但大多数蚊子既不是完全不加区别的，也不是物种特有的。但她最感兴趣的是科学家们称之为“病媒”的蚊子——折磨人类的疾病载体——其中一些蚊子进化到几乎只叮咬人类。
就在这个月，麦克布莱德赢得了两笔巨额赠款，用于支持她正在进行的病媒蚊子研究。10月2日，美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)宣布，麦克布莱德获得了美国国立卫生研究院(NIH) 33位院长颁发的“新创新者奖”(Innovator Awards)之一，该奖项授予“在职业生涯早期具有高度创新研究理念、具有非凡创造力的科学家”，并承诺在未来五年为她的研究提供240万美元。和10月23日,纽约干细胞基金会给她一个六NYSCF-Robertson调查人员在2018年宣布他们将在5年内提供150万美元每一个“有前途的职业生涯早期科学家的尖端研究有潜力加快治疗和治疗。”
麦克布莱德研究了几种携带疾病的蚊子，包括埃及伊蚊，它是登革热、寨卡病毒和黄热病的主要传播媒介，以及携带西尼罗河病毒的pipiens库蚊。A.埃及伊蚊专门研究人类，而C. pipiens则没有那么专门，它可以将西尼罗河病毒从鸟类传染给人类。
麦克布莱德说:“专家往往是最好的疾病传播媒介，原因很明显:他们会咬很多人。”她试图了解这些蚊子的大脑和基因组是如何进化到专门针对人类的，包括它们如何如此有效地将我们与其他哺乳动物区分开来。
麦克布莱德实验室的研究人员经常将空气吹过豚鼠莫利(见图)和米娅(见图)，收集它们的气味，用于蚊子研究。在实验中，蚊子被要求在豚鼠的气味和人类的气味之间做出选择;人类和豚鼠都没有直接暴露在蚊子的叮咬下。
在8月份的一份联合新闻发布会上，新泽西州的两位参议员赞扬了麦克布莱德的工作——尽管没有指名道姓，因为拨款还没有公开宣布。“这赠款资金将帮助保护公众健康通过支持开创性研究普林斯顿负责传播疾病的蚊子Zika病毒、登革热、黄热病和西尼罗病毒,并可能最终的关键预防这些疾病的传播,”参议员科里布克说,他是普林斯顿大学的2018天类扬声器。
参议员鲍勃·梅嫩德斯说:“这笔资金将帮助我们更好地了解蚊子传播的感染，比如西尼罗病毒，它已经感染了我们州的几个人。”“重要的是，我们要充分了解蚊子及其携带的病毒，这样我们才能积极预防疾病的进一步传播，并保护所有新泽西人。”
为了帮助她理解是什么吸引了人类特有的蚊子来到我们身边，麦克布莱德将寨卡病毒蚊子的行为、基因和大脑与非洲的一种不专门针对人类的同类蚊子进行了比较。
NYSCF基金将支持一项关于动物大脑如何解读复杂气味的基础科学研究。这是一个比它最初出现时更复杂的命题，因为人类的气味由100多种不同的化合物组成，而这些相同的化合物，以略微不同的比例存在于大多数哺乳动物身上。
麦克布莱德说:“这些化学物质中没有一种对蚊子本身有吸引力，所以蚊子必须识别出这个比例，也就是定义人类气味的成分的精确混合。”“那么他们的大脑是怎么想出来的呢?”
美国国立卫生研究院(NIH)的拨款正在资助更多的应用研究，研究哪些化合物的组合会吸引蚊子。这可能会导致诱饵将蚊子吸引到致命的陷阱，或者杀虫剂中断信号。
麦克布莱德说，近几十年来，大多数关于蚊子的研究都是行为实验，需要大量的劳动。“你给它们一种气味，然后说，‘你喜欢这个吗?“即使是五种化合物，你也要经历一系列的排列，才能得出正确的比例——这是惊人的。”“对于15或20种化合物，排列的数量会急剧增加，而对于100种化合物的完整补充，这是一个天文数字。
为了测试蚊子对气味的偏好，麦克布莱德的实验室主要使用了豚鼠，一种小型哺乳动物，与人类100种气味化合物中的许多化合物混合而成。研究人员通过在蚊子身上吹气收集它们的气味，然后让蚊子在豚鼠和人类手臂之间做出选择。麦克布莱德说，90%到95%的情况下，人类特有的“家养”埃及斑蚊会朝着手臂飞，而非洲的“森林”埃及斑蚊则更有可能飞向豚鼠的气味。
在最近的另一项实验中，2018届大四学生梅雷迪思·米哈罗普洛斯(Meredith Mihalopoulos)招募了7名志愿者，对森林里和国内的埃及A. aegypti蚊子进行了“偏好测试”。她让蚊子在自己和每个志愿者之间做出选择，发现有些人对蚊子更有吸引力。然后，麦克布莱德实验室的研究专家亚历克西斯·克里特(Alexis Kriete)分析了所有参与者的气味。他们发现，虽然存在相同的化合物，但每个人彼此之间的相似度要高于豚鼠。
麦克布莱德说:“动物的气味并没有什么特别之处。“没有一种化合物能代表豚鼠的特性。要识别一个物种，你必须识别混血儿。”
有了新的资金，麦克布莱德实验室将扩大研究范围，包括其他哺乳动物和鸟类。研究生Jessica Zung正与农场和动物园合作，收集50种动物的毛发、皮毛、羽毛和羊毛样本。她希望能从中提取气味，并在罗格斯大学(Rutgers University)的一个分馏气味并确定化合物比例的设施中分析气味。她和麦克布莱德希望通过将蚊子的气味特征输入到一个计算模型中，来了解蚊子是如何进化来区分人类和非人类动物的。
这些资助还将支持研究生赵志磊正在开发的一种全新的方法:以极高的分辨率成像蚊子的大脑，以确定蚊子如何识别下一个受害者。“是大脑中的哪种神经信号组合导致蚊子被吸引或排斥?””麦克布莱德问道。“如果我们能弄清楚这一点，那么筛选可能有吸引力或令人反感的混合物就变得很简单了。”你把蚊子放在那里，打开它的头，想象它的大脑，一个接一个地散发出香味，然后观察:它是否击中了正确的神经元组合?”
麦克布莱德说，这项研究的关键将是普林斯顿大学贝佐斯神经回路动力学中心提供的成像设备。她说:“我们可以走过去，说我们想要以这个分辨率、这个方向来成像，几个月后，显微镜就建成了。”“我们本来可以买一台现成的显微镜，但它的速度会慢得多，功能也会弱得多。贝佐斯中心主任斯蒂芬·蒂伯格(Stephan Thiberge)的帮助对我们来说至关重要。”
麦克布莱德开始进化生物学研究的蝴蝶,但她吸引到疾病向量蚊子后在实验室里。他们是多么简单而蝴蝶麦克布莱德研究需要一年开发,埃及伊蚊蚊可以穿过整个生命周期在三个星期内,允许快速遗传实验。
麦克布莱德说:“这是我第一次被蚊子吸引。“令我惊讶的是，它们对人类健康的影响是多么令人满意。这当然不是我进入生物学的原因——我在山上研究鸟类和蝴蝶，尽可能远离人类——但我现在真的很欣赏蚊子的工作。
“但同样令人兴奋的是，我们可以如此容易地操纵蚊子来测试关于新行为如何进化的假设。我们可以创造转基因菌株，我们可以敲除基因，我们可以用光激活神经元。所有这些都在模型系统中做过，比如老鼠和苍蝇，但从来没有在非模型生物中做过，从来没有在这样有趣的生态和进化的生物中做过——我在这里展示我的偏见。”