Біологи розібралися, чому еквадорські жаби не страждають від власної отрути

Біологи з Техаського університету в Остіні з`ясували, чому отруйні жаби з роду линялі листолази (Epipedobates), що містять один із найнебезпечніших серед відомих у живій природі нейротоксинів, не отруюють самі себе. Виявилося, що в цьому їм допомагають мутації – заміна всього трьох амінокислот.

Маленькі земноводні з Еквадору - майже єдині у світі істоти, що містять нейротоксин епібатидин, названий на їхню честь. Ця речовина пов`язується з ацетилхоліновими рецепторами в клітинах нервової системи їх ворогів, великих хребетних, викликаючи у них судоми, різке підвищення тиску та смерть. Так жаби захищаються від хижаків. Другий володар цієї отрути невідомий (передбачається, що це якесь членистоногое), він також живе у лісах Еквадору.

Повне блокування ацетилхолінового рецептора має не тільки врятувати від дії нейротоксину, але й завадити нормальній роботі нервової системи самого господаря, процесам навчання та запам`ятовування. Щоб зрозуміти, як земноводні зуміли оминути цю проблему, біологи вивчили ген рецептора, який зв`язується з епібатидином, у 28 видів еквадорських жаб цього роду. Деякі з жаб у цій вибірці використовують цей токсин, деякі мають інші типи отрут, а частина взагалі не може похвалитися таким захистом.

Вчені встановили, що заміна всього трьох амінокислот (маленьких «будівельних цеглинок» білка) з двох з половиною тисяч, що становлять рецептор, робить жаб нечутливими до епібатидину. Крім того, ті три амінокислоти навіть не стосуються отруйної молекули, коли вона зв`язується з рецептором, хоча підходять до неї близько. Мутації йшли за два кроки: спочатку з`являвся «блок» на сприйняття отрути, а потім – підтримка функції свого власного ацетилхоліну.

Але якщо отруйність так вигідна, чому кожен вид тварин не виробив свою власну отруту? «Наша робота показує, що є велике еволюційне обмеження для виникнення стійкості до власних токсинів, – відповідає на це питання перший співавтор дослідження Ребекка Тарвін. - Ми виявили, що еволюція натрапила на ту саму зміну в трьох різних видах жаб незалежно, і мені здається, це досить гарний механізм».

Ребекка належить до великої групи дослідників у Техаському університеті, що вивчає різні види токсинів отруйних жаб та механізми стійкості до них. Ця на перший погляд не дуже прикладна область насправді має великі медичні перспективи: епібатидин може працювати як потужне болезаспокійливе, що не викликає звикання. Інше можливе застосування - лікування нікотинової залежності, оскільки тип рецепторів у ній замішаний той самий. Залишається тільки зрозуміти, як змінити структуру токсину, щоб позбавитися серйозних побічних ефектів.