Молекулярные биологи выяснили, что ядовитых лягушек и птиц от собственных токсинов защищают особые белки, которые поглощают и нейтрализуют яды. Ранее ученые предполагали, что такую защиту листолазам обеспечивает специфическая мутация.
Ужасный листолаз (Phyllobates terribilis)
© Thorsten Spoerlein/Shutterstock/FOTODOM
«Клетки этих лягушек и птиц вырабатывают белки, особенно активно соединяющиеся с молекулами токсинов, которые атакуют ионные каналы в нейронах. Это говорит, что подобные вещества защищают многих ядовитых животных от самоотравления», – рассказал один из авторов исследованяи, научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Франциско Фаял Абдереман-Али.
Как правило, в яде змей, скорпионов, лягушек и других животных содержится множество белков и сигнальных молекул, которые выполняют две разных функции. Часть из них проникает в рецепторы или ионные каналы на поверхности нервных клеток и мешает им работать. Другие компоненты вызывают массовую гибель клеток, напрямую растворяя их или заставляя самоуничтожиться.
В последние годы ученые активно исследуют, как ядовитые животные защищаются от своих собственных ядов и токсинов других живых существ. Получение ответа на этот вопрос, например, позволит создать препараты, способные нейтрализовать яды сразу нескольких видов животных.
Калифорнийские биологи получили первые сведения такого рода для южноамериканских тропических лягушек-листолазов и новогвинейских дроздовых мухоловок. Представители обоих видов покрывают свои внешние покровы одним из самых опасных нервнопаралитических ядов – батрахотоксином.
Мелкие хищники умирают от одного прикосновения к коже листолазов или перьям мухоловок. Однако сами животные от него не погибают. Ранее генетики предположили, что неуязвимость мухоловок и листолазов к своему яду связана с точечной мутацией в натриевых каналах, которые атакуют молекулы батрахотоксина. На практике эту идею никто раньше не проверял.
Руководствуясь подобными соображениями, ученые выделили эти ионные каналы из клеток птиц и лягушек и проследили, как те будут взаимодействовать с молекулами батрахотоксина и других нервнопаралитических ядов. Неожиданно оказалось, что в белках ионных каналов листолазов и мухоловок не было мутаций, о которых писали генетики, и при этом они не были защищены от действия токсинов.
Когда эти мутации добавляли в ионные каналы, те не стали более стойкими к токсинам, просто стали хуже работать. Столкнувшись с этой загадкой, ученые проверили, могут ли взаимодействовать с батрахотоксином и другими ядами другие вещества из клеток лягушек и птиц.
Оказалось, что клетки некоторых видов лягушек вырабатывают большие количества белка, который биологи назвали саксифилином. Он способен соединяться с молекулами сакситоксина, нервнопаралитического яда, чьи молекулы вырабатываются клетками некоторых видов водорослей и содержатся в больших количествах в рыбе фугу.
Ученые предполагают, что подобные белки защищают листолазов и мухоловок от действия батрахотоксина, поглощая и нейтрализуя его молекулы до того, как они успеют проникнуть в нейроны и заблокировать работу ионных каналов. Их последующее изучение, как надеются Абдереман-Али и его коллеги, позволит создать эффективные противоядия от одного из сильнейших природных ядов.
Статья опубликована в журнале Journal of General Physiology
Источник: ИТАР-ТАСС
