----

Vahel lendavad nad kohale üksikult, vahel saabuvad parvedena. Vahel nende torget peaaegu ei tunne, vahel on see üsna valus. Mõni grillipeo osaline maitseb neile rohkem, teine vähem. Muidugi, need on sääsed, meie loodusfilmi lahutamatud staarid. Nad justkui naudiksid oma rolli ja saadavad seda lauluga. Neile on eesti keeles pandud isegi hellitav nimi – laulusääsed. Säherdusi laulvaid nõelu lendab Eestis ringi kolm liiki. Meile tekitavad nad küll ebameeldivusi, ent ei too surma.

Isegi teist laadi pistesääsed – hallasääsed – üksnes pistavad meid. Kuid üle maailma külvavad nad surma rohkem kui kõik sõjalennukid, sest nemad kannavad laiali malaariatekitajaid. Meid päästab malaariast vaid jahedavõitu kliima, kandjad on olemas. Soojematel aladel malaariast pääsu pole – vaktsiini selle haiguse vastu pole veel olemas. Või leiab siiski abi? Kui saaks välja uurida, kuidas hallasääsk tunneb inimese lõhna enam kui 50 meetri pealt, ehk saaks siis leiutada lõksud ja peletajad, mis sääsed eemal hoiaksid.

USA Yale’i ülikooli  molekulaarbioloogia professor John R. Carlson ja tema kolleegid on juba paarkümmend aastat uurinud, kuidas hallasääsk lõhna tunneb. Eesmärk on välja nuputada, kuidas saaks sääse lõhnaradari segadusse ajada. Hallasääske laboris ei kasvatata. Kuid on üks kahetiivaline, keda geneetikud on oma laborites kasvatama õppinud juba üle sajandi tagasi. See on äädikakärbes, Drosophila melanogaster, kellest on loodud lugematu arv eri omadustega mutante. Üks neist mutantidest on selline, kellel puudub ühe kindla lõhnaaine retseptor – ehk lihtsamalt öeldes, kellest on teada, et ta mõnda lõhnaainet välja ei nuusi.

Inimene haistab samamoodi

Äädikakärbsed, nagu sääsedki, haistavad lõhna tundlatega, mis tungivad peast kaugele ettepoole. Tundlad on kaetud haisteköbrukestega, harjastega, millest lähtuvad ühendusteed närvirakkudesse. Lõhnaaine molekulid poevad harjaste pooridest läbi ja jõuavad retseptoriteni – molekulideni, mis hoolsate registraatoritena saadavad lõhnaaine molekuli saabumisest elektrilise teate aju närvirakku ehk neuronisse. Seepeale suunab aju sääse lendama sinna, kust lõhn lähtus.

Teadlased on aastaid püüdnud välja nuuskida geene, mis juhivad lõhnaainete retseptorite teket ja toimimist. Esimesed tõelised tulemused saadi kümmekonna aasta eest. Carlson ja tema kolleegid on nüüdseks leidnud 60 äädikakärbse lõhnaretseptori geeni. Nende geenide DNA järjestus aitas mõista, kuidas retseptorid toimivad. Avastati ka, et äädikakärbse ja sääse lõhnasüsteem on sarnane, nii et äädikakärbes annab teavet ka sääse lõhnatundlikkusest.

Võtmeküsimus oli, milline äädikakärbse retseptor reageerib mis lõhnaainele. Ühel neuronil on tuhandeid retseptoreid, mis talle lõhnaaine saabumisest teada annavad, kuid kõik need on identsed ja seovad vaid väikese hulga lõhnaainete molekule. Eri neuronitel on erinevad retseptoritüübid, mis seovad teisi lõhnaaineid. Mutantsel äädikakärbsel puudus üks lõhnaaine retseptori geen ja sellepärast oletasid teadlased, et tal peaks olema retseptorivaba ehk tühi neuron.

Selgus, et nii oligi. Teadlastel õnnestus väga keerulise geenitehnikaga sokutada sellesse tühja neuronisse ükshaaval sisse äädikakärbse retseptorigeene, mis tootsid eri lõhnaaineid siduvaid retseptoreid.

Nõnda õnnestus välja selgitada, mis kemikaalid mis laadi retseptoreid mõjutavad. See nõudis äsja Yale’i ülikooli lõpetanud Elissa Hallemilt kolm aastat visa tööd. Ta selgitas välja, et üks individuaalne retseptor vastab piiratud arvule lõhnaainetele ja teiselt poolt ergastab üks kindel lõhnaaine kindlat retseptorite alamhulka.

Samasugused tulemused on saadud imetajate lõhnasüsteemi kohta. Nõnda siis haistab ini-mene lõhnu nagu äädikakärbes – eri lõhnaained ergastavad erineva retseptorite kombinatsiooni. See seletab, kuidas loomad suudavad eristada lõhnu hiiglaslikust hulgast looduses esinevatest lõhnadest, vajamata hiiglaslikku hulka retseptoreid.

Nüüd jäi üle püüda sisestada äädikakärbse tühja neuronisse malaariat kandva hallasääse retseptori geene. Kõigepealt otsiti geene, mille DNA järjestus oleks sarnane äädikakärbse lõhnaretseptori geenidega. Selliseid geene leiti 79. Kui igaüks neist kordamööda äädikakärbse tühja neuronisse sisse sokutada, siis saaks-ki teada, kuidas hallasääsk lõhna tunneb. Kuid äädikakärbes ja hallasääsk on teineteisest evolutsiooniliselt 250 miljoni aasta kaugusel. Polnud sugugi kindel, kas ühe geen teises toimib.

Eksperiment oli põhimõtteliselt lihtne, ent tehniliselt ülimalt keeruline. Äädikakärbse aju tühja neuronisse viidi elektrood, mis siis, kui neuron lõhnale reageeris, saatis elektrilise signaali võimendisse ja sealtkaudu valjuhääldisse. Kui valjuhääldi hakkas häälitsema, siis oli selge, et neuron tundis lõhna ära. Nõnda juhtus lõpuks ühe keemilise ühendiga, mida nimetatakse metüülfenooliks. See lõhnab umbes nagu pesemata sokid ja sisaldub inimese higis.

Siis valiti inimese lõhnaainetest 110 välja ja katsetati neid 50 eri retseptoriga.

Selgus, et osa retseptoreid on eriti häälestatud väga väikesele hulgale lõhnaainetele. „Muidugi leidsime me, et enamik kitsalt häälestatud retseptoreid reageerib inimhigi osistele,” kirjutab Carlson ajakirjas Scientific American.

Teadlased loodavad, et nende töö tulemused aitavad välja töötada paremaid sääselõkse või -peletajaid. Siiani oli tavaline katsetada eri ainete toimet välisoludes, ent see meetod on aeglane. Sääsetõrjevahendeid katsetati ka nõnda, et vabatahtlikud pistsid nendega määritud käe kümneid sääski sisaldavasse kasti ja siis loeti kokku, kui mitu pistet käsi sai. Pole just eriti meeldiv katse.

Uued katsetusmeetodid

Nüüd on välja töötatud uusi meetodeid, näiteks robotite kasutamiseks. Hallasääse retseptoreid on võimalik kasvatada laboriklaasides olevates rakkudes. Robotid suunavad neile mõne tunniga tuhandeid ühendeid. Nõnda saab kindaks teha, millised neist lõhnaretseptoreid ergutavad, millised aga pärsivad. Üksnes parimaid katsetatakse väljas.

Laborikatsetest saab valida ka supererguteid, mis erutavad sääse lõhnaneuronid üle, nõnda et need lähevad lukku. Nendega saab pritsida Sahara-taguse Aafrika külade ümbrust – nii nagu minevikus ja kohati ka praegu kasutatakse DDT-sarnaseid mürke.

Kui äädikakärbsel ja sääsel on lõhnaretseptorite jaoks umbes 60 geeni, siis imetajatel on neid geene umbes tuhat ja sama palju ka lõhnatundlikke retseptoreid, mille närvirakud toimivad luku ja võtme meetodil: kui ninna sattunud molekul lukku sobib, siis lõhna tuntakse. „Ühel üksikul inimesel on siiski vaid 350 lõhnaretseptorit, tuhat tuleb kamba peale kokku, nii et iga inimene on mingite lõhnade suhtes lõhnapime, isegi end kõrgelt hindavad lõhnaspetsid,” selgitab toidu- ja fermentatsioonitehnoloogia arenduskeskuse teadlane Kristel Kaseleht, kes tegeleb toiduainete lõhna mõõtmisega. Nii nagu sääsel, on ka igal lõhnaval ainel meie jaoks erinev lõhnalävi. „Kõige tugevamad lõhnajad võivad olla näiteks pürasiinid, mis tekivad küpsetamisel valkudest ja suhkrutest,” ütleb Kaseleht.

Sääsk pirukalõhnast lugu ei pea, tema armastab higilõhna. Äädikakärbes aga on kõige tundlikum puuviljadest erituvatele lõhnadele. Nõnda jõuab inimene vähemalt äädikakärbsega lõhnade suhtes ühele meelele.