Питающиеся скорпионами грызуны выработали в ходе эволюции эффективную защиту от яда своих жертв. Открытие молекулярных биологов может помочь в создании нового класса обезболивающих средств. С подробностями — The Scientist.
Кузнечиковые, или скорпионовые, хомячки (Onychomys torridus), грызуны подсемейства хомяковых, справляются с токсичной и болезненной для других видов защитой, которой снабжены используемые ими в пищу аризонские древесные скорпионы. Эта способность возникла в ходе эволюции благодаря паре аминокислотных замен в натриевом канале болепроводящих нейронов хомячков. Об открытии сообщает журнал Science (October 24, 2013). Примечательно, что развившаяся у грызунов защита от боли ядоспецифична, она защищает от укуса скорпиона, но не от прочих болевых стимулов, и это очень важно для выживания вида. Ведущий автор публикации эволюционный нейробиолог Эшли Раув (Ashlee Rowe), ныне ассистент профессора в Мичиганском университете (Michigan State University), а в начале исследований аспирантка Университета Северной Каролины (North Carolina State University), первой обратила внимание на то, что кузнечиковые хомячки в отличие от прочих животных не боятся жала скорпиона, а яд этих паукообразных не оказывает на грызунов никакого воздействия. Механизм такой устойчивости Раув изучала в Техасском университете в Остине в лаборатории Харольда Закона (Harold Zakon).
С коллегами из Университета Индианы (Indiana University School of Medicine) Раув приступила к изучению роли в этом феномене двух известных натриевых каналов (Nav1.7 и Nav1.8), мембранных белков, которые ранее были обнаружены у проводящих болевой сигнал нейронов, ноцицепторов. Нейроны для исследования были выделены из ганглия дорсального корешка, расположенного непосредственно за спинным мозгом грызунов, а дальше in vitro изучалось влияние на них скорпионового яда. Как и следовало ожидать, токсичное вещество вызывало болевую реакцию ноцицепторов домовой мыши, но никак не влияло на болепроводящие нейроны кузнечиковых хомячков. Иными словами, у хомячков была выработана стратегия блокирования передачи болевого сигнала, и этот механизм запускается тогда, когда животное подвергается действию токсина. В генно-инженерных экспериментах последовательность этого блокируемого натриевого канала была заменена на такую же последовательность домовой мыши, и за реакцией мутантного канала на скорпионовый токсин наблюдали в культуре клеток. Генетические изменения сделали ноцицептор хомячка беззащитным перед ядом, блокирования передачи болевого сигнала не получалось. Выяснилось, что все дело в двух аминокислотах — глутамине и глутаминовой кислоте, а точнее в порядке их следования в белковой последовательности канала. В одном случае, как у хомячков, каналом блокируется прохождение болевого сигнала, но при порядке аминокислот, присущем домовой мыши, грызун чувствителен к токсину скорпиона. По мнению авторов, эти данные могут дать старт созданию новых анальгетиков, нацеленных на тот натриевый канал, который блокируется скорпионовым ядом.
Нет комментариев