Biologové přišli na to, proč ekvádorské žáby netrpí vlastním jedem

Biologové z Texaské univerzity v Austinu přišli na to, proč se jedovaté žáby z rodu listových červů (Epipedobates), které obsahují jeden z nejnebezpečnějších neurotoxinů známých ve volné přírodě, neotráví. Ukázalo se, že jim v tom pomáhají mutace – náhrada pouhých tří aminokyselin.

Malí obojživelníci z Ekvádoru jsou téměř jedinými tvory na světě, kteří obsahují neurotoxin epibatidin pojmenovaný po nich. Tato látka se váže na acetylcholinové receptory v buňkách nervového systému jejich nepřátel, velkých obratlovců, způsobuje jim křeče, prudké zvýšení tlaku a smrt. Jak se žáby chrání před predátory?. Druhý majitel tohoto jedu není znám (předpokládá se, že se jedná o nějakého členovce), také žije v lesích Ekvádoru.

Úplné zablokování acetylcholinového receptoru by mělo nejen zachránit před působením neurotoxinu, ale také narušit normální fungování nervového systému hostitele, procesy učení a zapamatování. Aby porozuměli tomu, jak se obojživelníkům podařilo tento problém obejít, studovali biologové receptorový gen, který se váže na epibatidin u 28 druhů ekvádorských žab tohoto rodu. Některé žáby v tomto vzorku používají tento toxin, některé mají jiné druhy jedů a některé takovou ochranu nemají vůbec.

Vědci zjistili, že nahrazení pouhých tří aminokyselin (malých „stavebních kamenů“ bílkovin) z 2500, které tvoří receptor, činí žáby necitlivými na epibatidin. Také se tyto tři aminokyseliny ani nedotknou jedovaté molekuly, když se naváže na receptor, i když se k ní přiblíží. Mutace probíhaly ve dvou krocích: nejprve se objevil „blok“ vnímání jedu a poté podpora funkce vlastního acetylcholinu.

Ale když je jedovatost tak prospěšná, proč si každý živočišný druh nevyvinul svůj vlastní jed?? "Naše práce ukazuje, že existuje velký evoluční limit pro vznik odolnosti vůči vlastním toxinům," řekla spoluautorka studie Rebecca Tarvinová. - Zjistili jsme, že evoluce narazila na stejnou změnu u tří různých druhů žab nezávisle, a myslím, že je to docela krásný mechanismus.".

Rebecca je součástí velkého týmu výzkumníků na Texaské univerzitě, kteří studují různé typy jedovatých žabích toxinů a mechanismy rezistence vůči nim. Tato zdánlivě nedůležitá oblast má ve skutečnosti velký lékařský příslib: epibatidin může fungovat jako silný, nenávykový lék proti bolesti. Další možnou aplikací je léčba závislosti na nikotinu, protože typ receptorů v ní je stejný. Zbývá jen pochopit, jak změnit strukturu toxinu, abyste se zbavili vážných vedlejších účinků.