I přes mnohé výše uvedené pokroky z poslední doby jsou naše znalosti feromonové signalizace u C. elegans omezené, zejména v kontextu přirozených stanovišť a významných ekologických interakcí. V závěru tohoto přehledu identifikujeme dvě široké kategorie problémů, s nimiž se výzkumníci v této oblasti v současnosti potýkají, a navrhujeme způsoby, jimiž by k tomuto úsilí mohli přispět systémoví biologové:
I.
Produkce a vytrvalost asketických feromonů v přirozených biotopech – Jak feromony sdělují informace o zkušenostech jedince? Jak se jedinci setkávají s feromony v přírodním prostředí?
a.
Cíl 1: Odhalit prostorovou distribuci feromonů
Není jasné, do jaké míry živočichové uvolňují feromony konstitutivně nebo situačně. Rovněž není známo, zda jsou jednotlivé molekuly ve feromonových směsích uvolňovány nezávisle nebo v koordinovaných impulsech. Vyřešení těchto otázek je nezbytné pro pochopení toho, jak C. elegans vnímají feromonové signály. Očekává se, že askarosidy se v prostředí, v němž hlístice žijí, snadno šíří. To vyvolává otázku, jak živočichové rozlišují mezi signály produkovanými různými vysílači – gradienty vycházejícími ze zdroje nebo jako diskrétní „balíčky“ více askarozidů. Zobrazování pomocí hmotnostní spektrometrie je technika, kterou lze potenciálně použít k charakterizaci prostorové distribuce sloučenin, jako jsou askarosidové feromony.
b.
Cíl 2: Určit, jak se distribuce feromonů mění v čase
Je do značné míry nejasné, co se děje s askarosidovými feromony po jejich uvolnění do prostředí a zda podléhají modifikaci nebo degradaci. Různé chemické části a řetězce mastných kyselin naznačují, že rychlost degradace a šíření různých askarosidů by mohla být odlišná. Experimentální měření těchto rychlostí by mohlo pomoci určit, jak zvířata rozlišují mezi různými zdroji feromonů a zda by příjemci mohli odhadnout, kdy odesílatel uvolnil signál na základě rozdílné degradace nebo modifikace různých složek askerosidů.
c.
Cíl 3: Charakterizovat feromony v přírodních vzorcích
Kritické je, že dosud identifikované feromony byly zjištěny v laboratorních podmínkách. Je možné, že v přírodním prostředí se uvolňují různé askerosidy v reakci na jiné druhy hlístic, patogeny nebo stravu. Navíc askarosidy z jiných zdrojů než z hlístic, které jsou přítomny v přirozených biotopech C. elegans, jsou stále nedostatečně charakterizovány. Metabolomika může být použita k průzkumu feromonů nalezených ve vzorcích životního prostředí, které obsahují C. elegans.
II.
Vnímání feromonů nervovými obvody u příjemců – Jak jsou zprávy sdělované odesílatelem dešifrovány příjemcem? Mohou červi rozlišovat mezi poctivými zprávami vydávanými jejich vlastním druhem a zprávami vydávanými jinými druhy a podvodníky?
a.
Cíl 1: Experimentálně propojit chemoreceptory C. elegans s ligandy askaridů
C. elegans pravděpodobně věnují vnímání askaridů desítky, ne-li stovky chemoreceptorových genů, ale shoda mezi ligandy a receptory je stále z velké části neznámá. U drozofily a člověka byly použity rozsáhlé heterologní testy k propojení velkého počtu receptorů se specifickými odoranty. U C. elegans byly k identifikaci feromonových receptorů použity nízkokapacitní heterologní přístupy, ale tyto experimenty by mohly být rozšířeny na úroveň celého genomu. Slibné kandidáty z heterologních esejí by bylo možné snadno testovat in vivo pomocí CRISPR.
b.
Cíl 2: In silico předpovídat dvojice akarosid/chemoreceptor
Souběžně lze k předpovědi akarosidových feromonů vázaných na daný chemoreceptor použít ligandové dokování a molekulární dynamiku, přičemž se lze opřít pouze o informace o sekvenci proteinu. Pokud bude tento přístup úspěšný, mohl by být rozšířen na rostoucí počet příbuzných hlístic s genomovými sekvencemi. Jak se mění askarozidový vjem v závislosti na uvolňování feromonů u různých druhů? Do jaké míry vnímají druhy askarózy, které jsou produkovány jinými druhy?“
c.
Cíl 3: Charakterizovat smyslové neurony používané pro zpracování signálů askarózy
Identita kandidátních GPCR vázajících askarózu by mohla být použita k určení, které neurony je exprimují, což by poskytlo podrobnou mapu smyslové části nervové soustavy určené ke zpracování feromonových signálů. Ve spojení s podobně podrobnou (s rozlišením jednoho neuronu) mapou exprese proteinů Gα a experimenty zaměřenými na identifikaci fyzických kontaktů mezi GPCR a proteiny Gα by to pomohlo ověřit hypotézy o molekulárních mechanismech, které vedou ke specifičnosti a oddělení signálů, jež charakterizují detekci askarazidů nervovým systémem.
.