वैज्ञानिकों ने पता लगाया कि मच्छर का रिसेप्टर मानव त्वचा की गंध को विद्युत संकेतों में कैसे बदलता है

एक छोटा आणविक द्वार मच्छरों को मानव त्वचा की गंध पहचानने में मदद करता है

शेनझेन की एक शोध टीम ने यह पता लगाया है कि मलेरिया फैलाने वाला मच्छर Anopheles stephensi का एक रिसेप्टर मानव त्वचा से जुड़े अम्लों को कैसे पहचानता है और विद्युत संकेत ले जाने वाला चैनल कैसे खोलता है। इस शोध में गंध के अणु के आकार को प्रोटीन के भीतर होने वाली हलचल से जोड़ा गया है। इससे यह समझने में मदद मिलती है कि मच्छर लोगों को कैसे खोजते हैं।

14 अक्टूबर 2026 को Nature में प्रकाशित इस अध्ययन में IR8a–IR75k रिसेप्टर कॉम्प्लेक्स की चार संरचनात्मक अवस्थाओं को दर्शाया गया है। इनमें बंद चैनल वाला पूरा रिसेप्टर, नोनानोइक अम्ल से जुड़ने के बाद खुले चैनल वाला पूरा रिसेप्टर और उसके बाहरी हिस्से के दो दृश्य शामिल हैं, जिनमें वह अलग-अलग अम्लों को थामे हुए है।

शेनझेन मेडिकल अकादमी ऑफ रिसर्च एंड ट्रांसलेशन और शेनझेन बे लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं ने क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, विद्युत माप और कंप्यूटर सिमुलेशन का इस्तेमाल किया। उनके निष्कर्ष बताते हैं कि गंध के अणु के जुड़ने की जगह पर छोटा-सा बदलाव रिसेप्टर के भीतर कैसे आगे बढ़ता है और कोशिका झिल्ली में एक छिद्र खोल देता है।

Nature में प्रकाशित शोधपत्र, जिसका शीर्षक Structural basis of ligand recognition and gating in mosquito IRs है, उस पॉकेट की पहचान करता है जो रसायन को पहचानता है और उन कड़ियों की भी, जो उसका संकेत आगे पहुंचाती हैं। ये संरचनाएं शोधकर्ताओं को ऐसे यौगिक तैयार करने के लिए विशिष्ट लक्ष्य देती हैं, जो मच्छरों की मेजबान खोजने की प्रक्रिया में बाधा डाल सकते हैं।

इस शोध का तात्कालिक नतीजा गंध पहचानने की एक प्रक्रिया की विस्तृत व्याख्या है। इस प्रक्रिया को ध्यान में रखकर विकर्षक, आकर्षक और अन्य यौगिक बनाना संभावित उपयोग हैं, लेकिन इनके विकास और परीक्षण के लिए अभी और काम करना होगा।

रिसेप्टर त्वचा के किन रसायनों को पहचानता है?

नोनानोइक अम्ल और ऑक्टानोइक अम्ल उन कार्बोक्सिलिक अम्लों में शामिल हैं, जो मानव पसीने और त्वचा के तेलों से जुड़े हैं। ऐसे अणु मच्छरों को आसपास किसी मेजबान की मौजूदगी का पता लगाने में मदद करते हैं। त्वचा से निकलने वाले रसायनों में अंतर के कारण लोगों की गंध के मिश्रण भी अलग-अलग होते हैं।

कार्बोक्सिलिक अम्लों में एक पहचाना जा सकने वाला रासायनिक सिरा होता है, जो कार्बन परमाणुओं की एक शृंखला से जुड़ा रहता है। नोनानोइक अम्ल में नौ कार्बन परमाणु होते हैं, जबकि ऑक्टानोइक अम्ल में आठ। अंतर केवल एक कार्बन और उससे जुड़े हाइड्रोजन परमाणुओं का है, फिर भी रिसेप्टर इन दोनों अणुओं पर अलग-अलग प्रतिक्रिया देता है।

IR75k कॉम्प्लेक्स का वह हिस्सा है जो गंध के अणु का चयन करता है। इसकी बाइंडिंग पॉकेट अम्ल के सिरे के साथ-साथ कार्बन शृंखला की लंबाई और आकार को भी पहचानती है। इससे रिसेप्टर बेहद मिलते-जुलते रसायनों में फर्क कर पाता है।

त्वचा की रासायनिक संरचना, पसीना और मेटाबॉलिज्म व्यक्ति से निकलने वाली गंधों के लिए प्रासंगिक हैं। संरचनात्मक शोध बताता है कि रिसेप्टर उस मिश्रण के खास घटकों को कैसे पहचानता है, जबकि मच्छर मेजबान खोजने के लिए अन्य संवेदी संकेतों का भी सहारा लेते हैं।

दो तरह के प्रोटीन मिलकर बनाते हैं एक काम करने वाला चैनल

IR8a और IR75k की भूमिकाएं अलग-अलग हैं। IR8a एक सह-रिसेप्टर है, यानी ऐसा साझेदार जो काम करने वाला चैनल बनाने के लिए जरूरी है। IR75k एक ट्यूनिंग रिसेप्टर है; यही घटक तय करता है कि कॉम्प्लेक्स गंध के किन अणुओं को पहचानेगा।

जुड़े हुए कॉम्प्लेक्स में चार प्रोटीन उप-इकाइयां होती हैं: IR8a की दो प्रतियां और IR75k की दो प्रतियां। वैज्ञानिक इसे हेटेरोटेट्रामर कहते हैं, यानी चार हिस्सों से बनी ऐसी संरचना, जिसके सभी हिस्से एक जैसे नहीं होते।

IR8a की दो उप-इकाइयां Y जैसी दिखने वाली केंद्रीय संरचना बनाती हैं। IR75k की दोनों उप-इकाइयां उसके दोनों ओर होती हैं और एक-दूसरे को सीधे नहीं छूतीं। उनकी स्थिति से संकेत मिलता है कि गंध पहचानने वाले दोनों क्षेत्र काफी हद तक स्वतंत्र रूप से काम कर सकते हैं।

कॉम्प्लेक्स का एक हिस्सा कोशिका के बाहर निकला होता है, जहां गंध के अणु उससे जुड़ सकते हैं। दूसरा हिस्सा कोशिका झिल्ली से होकर गुजरता है और केंद्रीय छिद्र को घेरे रहता है। बंद संरचना में यह छिद्र संकरा होता है। इसे खोलने से आवेशित कणों, यानी आयनों, के झिल्ली पार जाने का रास्ता बनता है।

चार संरचनात्मक झलकियों से पता चलता है कि कौन-से हिस्से गति करते हैं

क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में तेजी से जमाए गए नमूनों की तस्वीरों से प्रोटीन के आकार का पुनर्निर्माण किया जाता है। यहां कई अवस्थाओं की तुलना से टीम रिसेप्टर में होने वाले बदलावों को देख सकी: गंध की प्रतीक्षा कर रहे रिसेप्टर से लेकर खुले चैनल वाले रिसेप्टर तक।

चार संरचनाओं में गंध के किसी अणु से न जुड़ा पूरा रिसेप्टर, नोनानोइक अम्ल से खुला पूरा रिसेप्टर और नोनानोइक अम्ल तथा ऑक्टानोइक अम्ल से अलग-अलग जुड़े बाहरी डोमेन शामिल थे। रिसेप्टर से जुड़ने वाले अणु को लिगैंड कहते हैं।

अकादमी की शोध घोषणा के अनुसार, खुले रिसेप्टर की संरचना 3.33 एंगस्ट्रॉम के रिजॉल्यूशन पर हासिल की गई। एंगस्ट्रॉम एक मीटर का दस अरबवां हिस्सा होता है। इसका इस्तेमाल परमाणुओं के पैमाने की दूरियां बताने में किया जाता है।

अकादमी ने पान शियाओजिंग, लियू फेंग और हुआंग काई को संयुक्त रूप से संपर्क लेखक तथा शू ली, वांग शिन और छ्वान श्वेइबो को संयुक्त प्रथम लेखक बताया है। उसके अनुसार, इस अध्ययन में विद्युत प्रयोगों और मॉलिक्यूलर डायनेमिक्स सिमुलेशन के साथ एकल-कोशिका अनुक्रमण का भी इस्तेमाल किया गया।

एक अतिरिक्त कार्बन से प्रतिक्रिया क्यों बदल जाती है

अकादमी की व्याख्या के अनुसार, ऑक्टानोइक अम्ल की तुलना में नोनानोइक अम्ल IR75k की बाइंडिंग पॉकेट में अधिक स्थिरता से बैठता है। दोनों रिसेप्टर के बाहरी बाइंडिंग डोमेन के दो खंडों के बीच फिट होते हैं, लेकिन उनकी शृंखलाओं की अलग-अलग लंबाई उनके संपर्कों को प्रभावित करती है।

नोनानोइक अम्ल का सिरा हाइड्रोजन बंधों के एक जाल से थमा रहता है। ये अणुओं के पास-पास स्थित हिस्सों के बीच होने वाले छोटे आकर्षण होते हैं। इसकी कार्बन शृंखला प्रोटीन के उन घटकों से घिरी होती है, जो उसके अनुकूल पॉकेट बनाते हैं।

छोटी शृंखला वाला ऑक्टानोइक अम्ल अधिक मुड़ी हुई स्थिति में रहता है। उसे अपनी जगह पर थामने वाले संपर्क कमजोर होते हैं। इससे समझने में मदद मिलती है कि रासायनिक रूप से काफी मिलते-जुलते होने के बावजूद दोनों अम्लों की रिसेप्टर को सक्रिय करने की क्षमता अलग क्यों है।

पॉकेट की भूमिका जांचने के लिए टीम ने अलग-अलग अमीनो अम्लों में भी बदलाव किए। अमीनो अम्ल प्रोटीन के निर्माण खंड होते हैं। R323 और F318 नाम से चिह्नित स्थानों सहित अन्य जगहों पर बदलाव करने से नोनानोइक अम्ल के कारण पैदा होने वाली विद्युत धारा काफी घट गई या लगभग खत्म हो गई। इन प्रयोगों ने संरचनात्मक संपर्कों को रिसेप्टर की सक्रियता से जोड़ा।

गंध से जुड़ने पर विद्युत द्वार कैसे खुलता है

नोनानोइक अम्ल IR75k की पॉकेट में प्रवेश करके सक्रिय होने की प्रक्रिया शुरू करता है। फिर बाइंडिंग डोमेन के दोनों खंड उसके चारों ओर बंद हो जाते हैं। एक खंड घूमता है और रिसेप्टर के कोशिका झिल्ली के भीतर मौजूद हिस्से की ओर हलचलों की एक शृंखला शुरू होती है।

A344, K460 और C603 सहित कई स्थानों पर मौजूद यांत्रिक कड़ियां इस गति को आगे पहुंचाती हैं। K460 के पास की एक खास कड़ी में केवल चार अमीनो अम्ल होते हैं। इसकी कठोरता इसे छोटे लीवर की तरह काम करने देती है, जो मुड़ने के बजाय गति को आगे पहुंचाता है।

आगे पहुंची यह गति झिल्ली को पार करने वाले प्रोटीन हेलिक्स को खिसकाती और घुमाती है। हेलिक्स प्रोटीन के कुंडलित हिस्से होते हैं। उनके बाहर की ओर खिसकने पर केंद्रीय छिद्र चौड़ा होता है और चैनल खुल जाता है।

इसके बाद आयन छिद्र से गुजर सकते हैं। आयनों पर विद्युत आवेश होता है, इसलिए उनकी आवाजाही कोशिका की विद्युत अवस्था को बदल देती है। इस तरह संवेदी कोशिका के बाहर किसी रसायन का जुड़ना ऐसा विद्युत संकेत शुरू कर सकता है, जिसका इस्तेमाल तंत्रिका तंत्र कर सके।

इस क्रम से शोधकर्ताओं को जांचने के लिए एक सतत प्रक्रिया मिलती है: गंध का जुड़ना, बाइंडिंग डोमेन का बंद होना, जोड़ने वाले हिस्सों से गति का आगे जाना, झिल्ली वाले हेलिक्स का खिसकना और छिद्र का खुलना।

लचीला जोड़ डालकर आणविक लीवर की जांच

प्रस्तावित लीवर की जांच के लिए शोधकर्ताओं ने एक अहम जोड़ पर GSGS नाम का लचीला अनुक्रम डाला। ये अक्षर चार अमीनो अम्लों के नाम बताते हैं: ग्लाइसिन, सेरीन, ग्लाइसिन और सेरीन। उस जगह लचीलापन जोड़ने से गति का संचार काफी कमजोर हो गया।

अकादमी के अनुसार, लिगैंड के जुड़ने और चैनल खुलने के बीच का संचार लगभग टूट गया। यह प्रयोग दिखाता है कि जोड़ के यांत्रिक गुण क्यों अहम हैं: बाइंडिंग पॉकेट में पैदा हुई गति को झिल्ली के द्वार तक प्रभावी ढंग से पहुंचना जरूरी है।

रिसेप्टर की सक्रियता को जांचने के लिए विद्युत रिकॉर्डिंग की गई, जबकि मॉलिक्यूलर डायनेमिक्स सिमुलेशन में समय के साथ संरचनाओं के व्यवहार का अध्ययन किया गया। सिमुलेशन में नोनानोइक अम्ल से जुड़े खुले रिसेप्टर की संरचना से सोडियम आयन गुजरे। समान परिस्थितियों में बिना लिगैंड वाली बंद संरचना से ऐसा कोई गुजरना नहीं देखा गया।

संरचनाओं की तुलना, बदले हुए प्रोटीन, विद्युत माप और सिमुलेशन, ये सभी एक ही प्रक्रिया का समर्थन करते हैं। हर तरीका इस बात के अलग हिस्से की जांच करता है कि रिसेप्टर रासायनिक पदार्थ पहचानने वाले से खुले आयन चैनल में कैसे बदलता है।

यह मच्छर की अन्य इंद्रियों से कैसे जुड़ता है

मच्छर भोजन और मेजबानों से जुड़े संकेतों को पहचानने के लिए कई रिसेप्टर प्रणालियों का इस्तेमाल करते हैं। गस्टेटरी रिसेप्टर, ओडोरेंट रिसेप्टर और आयनोट्रोपिक रिसेप्टर कार्बन डाइऑक्साइड, शर्करा, कड़वे यौगिक, कार्बोक्सिलिक अम्ल और अमीन सहित पदार्थों की पहचान में योगदान देते हैं।

Journal of Insect Science में प्रकाशित 2025 की एक अकादमिक समीक्षा में आयनोट्रोपिक रिसेप्टर को गंध पहचानने वाली दूसरी प्रणाली बताया गया है, जो ओडोरेंट रिसेप्टर वाले मार्गों से शारीरिक रूप से अलग है। इन रिसेप्टरों को व्यक्त करने वाली तंत्रिका कोशिकाएं विशिष्ट संवेदी संरचनाओं में होती हैं और अलग-अलग प्रसंस्करण क्षेत्रों से जुड़ती हैं।

समीक्षा के अनुसार, IR8a कीटों के विभिन्न गणों में काफी हद तक संरक्षित है, यानी संबंधित कीटों में इसके मिलते-जुलते रूप पाए जाते हैं। ट्यूनिंग रिसेप्टरों के साथ मिलकर यह मुख्य रूप से कार्बोक्सिलिक अम्लों की पहचान में मदद करता है। समीक्षा में जनस्वास्थ्य और कृषि के लिए प्रासंगिक कीटों, जैसे मक्खियों, मच्छरों, पतंगों और तितलियों का उल्लेख है।

शेनझेन की टीम यह भी बताती है कि अलग-अलग मेजबान पसंद करने वाली मच्छर प्रजातियों में पहचान से जुड़े अहम स्थान संरक्षित हैं। इसलिए संबंधित रिसेप्टर आगे के अध्ययन के लिए उपयोगी उम्मीदवार हैं, हालांकि संरचनात्मक प्रयोग खास तौर पर Anopheles stephensi पर केंद्रित हैं।

इस शोध का क्रम अम्ल की पहचान की व्यापक समझ से शुरू होकर एक रिसेप्टर के विस्तृत अध्ययन तक पहुंचता है:

• 2025: Journal of Insect Science की समीक्षा में कीटों में कार्बोक्सिलिक अम्ल की पहचान और संबंधित IR75 रिसेप्टरों का सार दिया गया।
• 14 अक्टूबर 2026: Nature ने Anopheles stephensi के IR8a–IR75k कॉम्प्लेक्स पर संरचनात्मक और कार्यात्मक अध्ययन प्रकाशित किया।
• 15 अक्टूबर 2026: शेनझेन मेडिकल अकादमी ऑफ रिसर्च एंड ट्रांसलेशन ने निष्कर्षों की व्याख्या प्रकाशित की।

इन निष्कर्षों का मच्छर नियंत्रण के लिए क्या अर्थ हो सकता है

बाइंडिंग पॉकेट नए यौगिकों के लिए एक संभावित लक्ष्य है। शोधकर्ता इसके आकार और रासायनिक संपर्कों के आधार पर ऐसे अणुओं की पड़ताल कर सकते हैं, जो त्वचा की गंध से प्रतिस्पर्धा करें, रिसेप्टर को अलग तरह से सक्रिय करें या उसकी प्रतिक्रिया में बाधा डालें।

यांत्रिक कड़ियां एक और संभावित लक्ष्य हैं। GSGS प्रयोग दिखाता है कि संकेत के संचार को बाधित करने से सामान्य रूप से चैनल खुलना रुक सकता है, भले ही गंध पहचानने वाली प्रणाली मौजूद हो। ऐसी गति को प्रभावित करने के लिए बनाए गए किसी यौगिक की अलग से जांच करनी होगी।

आकर्षक पदार्थों का इस्तेमाल भी संभावित अनुप्रयोग है। रिसेप्टर को सक्रिय करने वाले आणविक गुणों की समझ से मच्छरों को जाल की ओर खींचने वाले रसायनों की खोज को दिशा मिल सकती है। रिसेप्टर की सक्रियता, मच्छरों का व्यवहार और जाल का व्यावहारिक प्रदर्शन, इन सभी का मूल्यांकन करना होगा।

Anopheles stephensi मलेरिया फैलाने वाला वाहक है, इसलिए लोगों के साथ उसका संपर्क घटाना रोग-रोकथाम के लिहाज से प्रासंगिक है। मच्छर नियंत्रण पर व्यापक शोध का उद्देश्य डेंगू जैसी बीमारियों को घटाना भी है, जिनके प्रसार में मच्छरों की अन्य प्रजातियां शामिल हैं। इस प्रक्रिया को उन प्रजातियों पर लागू करने के लिए उनके रिसेप्टरों और व्यवहार का अध्ययन करना होगा।

यह अध्ययन आगे के काम के लिए एक आणविक नक्शा देता है: रसायनों को चुनिंदा ढंग से पहचानने वाली पॉकेट, विशिष्ट अमीनो अम्ल संपर्क और आयन छिद्र को नियंत्रित करने वाली छोटी यांत्रिक कड़ी। किसी विकर्षक, आकर्षक पदार्थ या रोग नियंत्रण उत्पाद के लिए कोई समय-सीमा घोषित नहीं की गई।

मुख्य बिंदु

• 14 अक्टूबर 2026 को प्रकाशित Nature के अध्ययन में मलेरिया फैलाने वाले मच्छर Anopheles stephensi के गंध पहचानने वाले रिसेप्टर का नक्शा प्रस्तुत किया गया है।
• रिसेप्टर में IR8a की दो और IR75k की दो उप-इकाइयां हैं। IR75k त्वचा से जुड़े कार्बोक्सिलिक अम्लों को पहचानता है।
• नोनानोइक अम्ल और ऑक्टानोइक अम्ल में एक कार्बन का अंतर है, जिससे उनके रिसेप्टर में फिट होने और उसे सक्रिय करने का तरीका बदल जाता है।
• गंध के जुड़ने से बाहरी डोमेन बंद होता है, यांत्रिक कड़ियां गति करती हैं और आयनों के गुजरने के लिए छिद्र खुलता है।
• एक अहम जोड़ पर लचीला GSGS अनुक्रम डालने से जुड़ाव और चैनल खुलने के बीच का संचार लगभग टूट गया।
• ये संरचनाएं मच्छर नियंत्रण पर भविष्य के शोध के लिए लक्ष्य देती हैं; व्यावहारिक उत्पादों के विकास और परीक्षण की जरूरत अभी बाकी है।