Две из четырёх специальных наград Queensland Health выиграл препарат, полученный из яда смертельно опасной морской улитки-конуса. Обезболивающее нового поколения на порядок мощнее всех современных аналогов, включая морфий, – утверждают специалисты из института биомолекулярных наук университета Квинсленда (IMB UQ) и технологического института Мельбурна (RMIT).

Улитка-конусСуществующие эффективные средства для облегчения хронической боли в основном содержат либо опиаты, вызывающие привыкание, либо габапентин, механизм действия которого на нервные рецепторы до сих пор не выяснен полностью.

Улитка-убийца оказалась неожиданно хорошим вариантом – входящие в состав её яда пептиды, известные как конотоксины, блокируют проводимость нервных клеток жертвы, а для крупных млекопитающих дают эффект обезболивания.

Как сообщают австралийские специалисты в пресс-релизе, первый перорально принимаемый вариант конотоксина успешно прошёл испытания на крысах. Обезболивающий эффект проверяли стандартным образом – насколько большое давление крыса выдержит, не убирая лапу.

Результат приятно изумил учёных: по сравнению с тем же габапентином конотоксин (которому посвящена статья в новом Angewandte Chemie) оказался мощнее ни много ни мало в 100 раз.

Кстати, не так давно сотрудники RMIT обнаружили ещё один занятный болеутоляющий компонент… в оливковом масле. Читайте также про избавление от боли с помощью рыбьего яда и чили.

Источник: MEMBRANA

Биохимики раскрыли тактику химической борьбы одних бактерий с другими за место под солнцем. Возможно, в будушем ученые придумают, как поставить микробные войска на службу человеку.

Кишечная палочкаВ социальной жизни бактерий присутствует как кооперация, так и конкуренция. Способность бактерий вести друг с другом химические войны известна давно. Исследователи из Университета Северной Каролины (University of North Carolina) в Чапел-Хилле (Chapel Hill) и Калифорнийского университета (University of California) в Санта-Барбаре выяснили детали ведения этих войн и особенности устройства бактериального химического оружия. Теперь ученые обдумывают, как использовать микробное оружие с пользой для человека.

Яды и противоядия

«Наши результаты показали, что все устроено намного сложнее, чем считалось ранее, — говорит Пегги Коттер (Peggy A. Cotter), доцент микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета. – Бактерии сражаются друг с другом, используя «отравленные стрелы», причем яд в наконечниках этих стрел у каждой бактерии свой. Но против каждого яда есть противоядие (иммунный белок), благодаря которому бактерия устойчива к своему же яду».

Эту систему впервые обнаружили у бактерий кишечной палочки E. coli. Клетки определенного штамма бактерий выделяли в окружающую среду некое вещество, которое подавляло рост бактерий другого штамма. Ученые выяснили, что система состоит из трех компонентов: собственно яд — белок CdiA; белок CdiB, который облегчает выделение белка CdiA с поверхности клетки; иммунный белок CdiI, который нейтрализует действие белка CdiA. Но это общее представление. А механизмы, по которым действуют все эти белки, до сих пор известны не были.

Теперь биологи показали, что белок CdiA подавляет рост других бактериальных клеток при контакте с ними С-концом (несущим свободную карбоксильную группу СООН). В других бактериальных клетках при этом активизируются ферменты нуклеазы, разрушающие ДНК. В результате их деятельности, в частности, уничтожаются плазмиды – дополнительные кольцевые бактериальные ДНК.

Война с чужими под защитой своих

Иммунный белок CdiI инактивирует активный конец белка только своей или родственной бактерии, ориентируясь на особенности аминокислотной последовательности. То есть, иммунный белок подавляет токсин только своего штамма, чтобы избежать самоотравления бактерии. Ученые проанализировали аминокислотную последовательность белка CdiA и нашли, что критическим для опознавания его иммунным белком служит участок из 12 аминокислот на С-конце белка. Если лишить белок CdiA этой метки, то иммунный белок на него не подействует, и бактерия погибнет от самоотравления. По мнению ученых, это примитивная форма родственного отбора: бактерии убивают чужих, но не трогают своих.

Оружие врага надо использовать

Оказалось, такая система широко распространена среди разнообразных микроорганизмов, в том числе и среди патогенных. Интересно, что некоторые бактерии используют не один, а сразу несколько белков-токсинов и нейтрализующих их иммунных белков. Ученые полагают, что они приобретают дополнительное оружие путем горизонтального переноса генов. «Это можно сравнить с тем, что племя, победив своих врагов, забирает себе их отравленные стрелы и включает их в свой арсенал», — объясняет Коттер.

Специалисты считают, что раскрыв «военные секреты» бактерий, можно использовать их во благо человечества. «Возможно, когда-нибудь нам удастся сконструировать непатогенный микроорганизм, снабдив его оружием против патогенных бактерий. И запустить это микробное войско в окружающую среду для ее обеззараживания», — говорит Коттер.

Статья про то, как бактерии ведут химическую войну, опубликована в последнем выпуске Nature.

Источник: Infox.ru

Палеонтологи из США изучили останки вымершего пресмыкающегося Uatchitodon и реконструировали ход эволюции системы впрыскивания яда у змей.

Зубы двух видов Uatchitodon. Чёрной стрелкой обозначен канал для доставки яда, а белой — пульповая полость. (Иллюстрация из журнала Naturwissenschaften.) Современные рептилии могут убивать добычу с помощью специализированных ядопроводящих зубов, которые действуют подобно шприцу. Поскольку зубы с полыми внутренними каналами встречаются даже у древнейших известных змей эпохи миоцена, проследить эволюцию этой системы доставки яда не удавалось.

Наиболее вероятным сценарием считалось развитие каналов из бороздок на поверхности зубов, которые можно наблюдать, к примеру, у ящериц Heloderma suspectum. В пользу этой теории свидетельствовала установленная биологами схема развития клыков змеи, постепенно меняющих форму и совершающих переход от открытой канавки к защищённому каналу.

Эволюционную основу процесса, по утверждению авторов, можно изучать на примере пресмыкающихся верхнего триаса Uatchitodon, которые известны только по сохранившимся зубам. Рассмотрев образцы из Виргинии, Северной Каролины и Аризоны, палеонтологи заключили, что в последних двух штатах были найдены останки нового вида древних рептилий, названного Uatchitodon schneideri. У особей «виргинского» вида, Uatchitodon kroehleri, на зубах сохранялись канавки различной длины и глубины, тогда как у более поздних Uatchitodon schneideri бороздки закрывались, а на поверхности оставался только едва заметный «шов».

Коллеги учёных согласны с тем, что такой механизм появления ядопроводящих зубов выглядит разумно и мог приносить животным пользу даже на начальных стадиях эволюции. Впрочем, герпетолог Вольфганг Вюстер (Wolfgang Wüster) из Университета Бангора (Ирландия) советует дождаться обнаружения челюстей двух видов Uatchitodon, которые должны заметно отличаться друг от друга, если Uatchitodon schneideri действительно научились впрыскивать яд. «Шприц без поршня бесполезен, так что мне бы очень хотелось посмотреть на челюсти», — говорит г-н Вюстер.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Naturwissenschaften.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Австралийская кубомедуза Chironex fleckeri — одно из самых ядовитых существ на Земле. Она обитает в прибрежных водах Австралии, Индонезии и Вьетнама, где несёт смерть всему живому.

Медуза Chironex fleckeri (фото Ron & Valerie Taylor)Человек, столкнувшись с этой медузой, мгновенно чувствует сильнейшее жжение. Смерть может наступить в течение 2–5 минут — быстрее, чем от яда любого другого ядовитого животного. Причина смерти — сердечный приступ.

Много лет учёные пытались проникнуть в тайну этой удивительной смертоносности Chironex fleckeri. Был даже создан антидот, который обезвреживал яд, но люди всё равно умирали. Наконец, исследователям из Гавайского университета (США) удалось понять, как кубомедузы провоцируют столь быстрый и такой «эффективный» сердечный приступ.

Молекулы порина из яда кубомедузы, встроившиеся в мембрану эритроцита (фото авторов работы)Они изучали содержащийся в яде медуз белок порин, который проделывает отверстия-насосы в мембранах эритроцитов. Через эти отверстия красные кровяные клетки стремительно теряют ионы калия. В результате уровень ионов калия в плазме крови резко повышается, а это, в свою очередь, нарушает работу сократительной системы сердца. И даже если ввести антидот, порины всё равно останутся в мембране и повышенный уровень калия остановит сердце.

Хотя о существовании поринов в яде Chironex fleckeri  известно давно, так подробно их эффект до сих пор не изучали. Эксперименты на свиньях показали, что «выдернуть» эти белки из мембраны можно с помощью ионов цинка, введённых, например, в виде глюконата цинка. По статистике, от ужаления Chironex fleckeri за год погибают один-два человека: статистика не слишком ужасающая, но это не значит, что не стоит стараться свести её к полному нулю.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА