Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'toksyna' .
Znaleziono 22 wyników
-
Helicobacter pylori to jedyne bakterie, które są w stanie przeżyć w ludzkim żołądku. Zakażenie zwiększa ryzyko raka żołądka. Naukowcom dopiero teraz udało się jednak opisać, w jaki sposób bakteryjne toksyny zaburzają pracę mitochondriów i prowadzą do wzmożonej apoptozy. Jak wyjaśnia prof. Steven Blanke z University of Illinois, jedną z oznak przewlekłego zakażenia H. pylori jest nasilenie apoptozy. Może się to przyczyniać do rozwoju raka na kilka sposobów. Po pierwsze, apoptoza uszkadza nabłonek błony śluzowej żołądka, a chroniczne uszkodzenie jakiejkolwiek tkanki stanowi czynnik ryzyka nowotworu. Po drugie, zwiększenie liczby apoptycznych komórek może napędzać hipernamnażanie komórek macierzystych, które mają naprawiać szkody. Zwiększa to prawdopodobieństwo mutacji i nowotworu. Wcześniejsze studia pokazały, że VacA, białkowa toksyna wytwarzana przez H. pylori, uruchamia apoptozę. Nie było jednak wiadomo, jaki mechanizm leży u podłoża tego zjawiska. Naukowcy ustalili tylko, że VacA obiera na cel mitochondria. By zrozumieć, co dzieje się podczas ataku bakterii na żołądek, trzeba pamiętać, że zaspokajając potrzeby energetyczne, w zdrowej komórce mitochondria zlewają się i tworzą wydajne sieci i że nie są one tylko centrami energetycznymi, ponieważ regulują także śmierć komórkową. Badając, jak komórki reagują na zakażenie H. pylori, Amerykanie zauważyli, że bakterie wywołują rozszczepianie mitochondriów. Fuzja i rozszczepianie to 2 dynamiczne, przeciwstawne procesy, które muszą pozostawać w równowadze, by regulować strukturę i funkcjonowanie mitochondriów. Infekcja H. pylori lub podanie samej VacA daje jednak przewagę rozszczepowi. Zespół Blanke'a odkrył, że VacA przyciąga do mitochondriów białko gospodarza Drp1. Kolejne eksperymenty pokazały, że związany z Drp1 rozpad sieci mitochondrialnych prowadził do aktywacji stymulującej apoptozę proteiny Bax. Związek między działaniem VacA na mitochondria i zależną od Bax śmiercią komórkową nie był wcześniej znany - podkreśla Blanke. Dysfunkcje mitochondrialne wiążą się z wieloma chorobami: od nowotworów po choroby neurodegeneracyjne, takie jak parkinsonizm czy alzheimeryzm. Dotąd, mimo że wiedziano, że kilkadziesiąt bakterii i wirusów bezpośrednio atakuje mitochondria, nie dysponowano jednak metodologią badania potencjalnego związku między infekcjami bakteryjnymi a chorobami mitochondrialnymi. Dzięki pracom zespołu Blanke'a zyskano potrzebne do tego narzędzie.
-
Gryzonie z rodzaju Neotoma, które żyją na pustyniach południowego zachodu USA, żywią się toksycznymi roślinami. Poza tym na zamieszkiwanych przez nie terenach niewiele można znaleźć do jedzenia. By poradzić sobie z trującą dietą, zwierzęta stosują kilka trików: kosztują różnych toksycznych roślin, zjadają mniejsze posiłki, zwiększają upływający między nimi czas i jeśli jest dostępna, piją więcej wody (Functional Ecology). Przez dziesięciolecia próbowaliśmy zrozumieć, jak roślinożercy radzą sobie z toksyczną dietą. To studium porównuje przedstawicieli rodzaju Neotoma, którzy żywią się pojedynczą rośliną – jałowcem - z innym gatunkiem zjadającym kilka rodzajów roślin, w tym niewielkie ilości jałowca. Próbujemy zrozumieć, jak gryzonie regulują dawkę toksycznych związków, obserwując, jak często i ile jedzą. Odkryliśmy, że Neotoma jedzące wiele rodzajów roślin skuteczniej ograniczają spożycie toksyn od zwierząt z menu składającym się wyłącznie z jałowca – wyjaśnia prof. Denise Dearing z University of Utah. Wyspecjalizowany gatunek (jedzący tylko jałowiec) wytworzył w toku ewolucji enzym wątrobowy, który pozwala na zmetabolizowanie dużych ilości toksyn jałowca. Gatunek holistyczny, który może przetworzyć niewielkie ilości różnych fitotoksyn, zmienia zaś swoje zachowania konsumpcyjne, by uniknąć zbyt dużych stężeń trucizn. Z Dearing współpracowali Ann-Marie Torregrossa (obecnie na Uniwersytecie Stanowym Florydy) oraz Anthony Azzara of Bristol-Myers Squibb. Amerykanie badali dwa nocne gatunki Neotoma z obszaru Wielkiej Kotliny: szczura drzewnego Neotoma albigula, który żywi się m.in. jałowcem, Artemisia tridentata i jukką, a także wyspecjalizowanego Neotoma stephensi, którego dieta w 90% składa się z jałowca. Jedenaście N. albigula schwytano w Castle Valley w Utah, a 7 N. stephensi w pobliżu Wupatki National Monument w Arizonie. Podczas eksperymentów obu gatunkom podawano coraz większe ilości zwykłego pożywienia N. stephensi – jałowca Juniperus monosperma. Roślina ta zawiera kilkadziesiąt terpenów, zwłaszcza α-pinen. Powoduje on utratę wody, dlatego gryzonie podwajające spożycie wody pozostały na tyle zdrowe, by nadal brać udział w studium. Niestety, 6 N. albigula straciło 10% masy ciała, co oznaczało, że zdechłyby, jeśli eksperymenty na nich byłyby kontynuowane. Amerykanie rozdrabniali wysuszony jałowiec w blenderze, a powstałą w ten sposób papkę łączyli z karmą dla królików. Dawki rośliny i toksyny miały wzrastać, zastosowano więc następujący schemat: 0%, 25%, 50%, 75% i 90% jałowca (każda z dawek obowiązywała przez 3 kolejne noce). Przez 15 dni monitorowano wagę zwierząt, spożycie pokarmu i wody. Pokarm odważano. Za rozpoczęcie posiłku uznawano sytuację, gdy gryzoń zjadł co najmniej 0,1 g paszy. Musiał też spędzić na jedzeniu 5 min lub więcej. Wyspecjalizowane gryzonie utrzymały wagę i nie zmieniły tego, jak dużo i jak często jadły. U gatunku holistycznego, w miarę jak ilość jałowca w karmie wzrosła od 0 do 90%, nastąpił spadek wagi, zmniejszenie wielkości posiłku o połowę (zmniejszyła się też liczba posiłków), czas między posiłkami wzrósł o 10%, a ilość wypijanej wody podwoiła się. Skąd N. albigula wie, kiedy zacząć ograniczać jedzenie? Myślimy, że istnieją receptory w przewodzie pokarmowym, które monitorują spożycie toksyny. Niewykluczone, że przypominają receptory goryczy z języka. Inni badacze wykryli je w jelitach innych gatunków gryzoni. Jeśli aktywacji ulega odpowiednia liczba receptorów, do mózgu dociera sygnał, by zastopować jedzenie jałowca.
-
Grzywak (Lophiomys imhausi), żyjący we wschodniej Afryce gryzoń z rodziny chomikowatych, wykorzystuje toksynę z kory i korzeni rosnącego w tych samych rejonach drzewa Acokanthera schimperi, by odstraszyć atakujące go drapieżniki. Jak tłumaczą członkowie brytyjsko-kenijsko-amerykańskiego zespołu Jonathana Kingdona z Uniwersytetu Oksfordzkiego, "niejadalność przez przywłaszczenie" jest wykorzystywana przez wiele bezkręgowców i przez kilka grup kręgowców. Dotąd podobnego mechanizmu obronnego nie opisano u żadnego ssaka łożyskowego. Grzywakowi należy się więc palma pierwszeństwa. Zwierzę miażdży i żuje korzenie oraz korę A. schimperi, a następnie zaczyna się ślinić na wyspecjalizowane włosy, które nasiąkają toksyną na wypadek ugryzienia przez napastnika. Gryzoń wykorzystuje właściwości kardenolidu blisko spokrewnionego ze strofantyną, czyli związkiem chemicznym stosowanym przez Masajów do zatruwania strzał. Naukowcy nadal nie mogą wyjść z podziwu, że żując toksyczną roślinę, grzywak sam się nie zatruwa, ponieważ od dawna podkreśla się, że występujące w A. schimperi związki pozwalają zabić dużo większego od gryzonia słonia. Przed publikacją artykułu ekipy prof. Kingdona pojawiały się doniesienia o psach, które padały martwe po ugryzieniu grzywaka. Wcześniej nikt nie miał jednak pojęcia, że gryzoń wspomaga się trującą rośliną. Spokojny grzywak wygląda jak skrzyżowanie skunksa ze szczurem i jeżem. Gdy zaatakują go szakal czy lampart, nie ucieka, tylko zastyga w bezruchu i eksponuje biegnący po boku czarno-biały pas. To tutaj znajdują się włosy z toksyną. Toksyna jest związkiem organicznym [glikozydem nasercowym]. Wszyscy mamy jej trochę w organizmie, gdzie kontroluje siłę tętna, lecz jeśli ilość jest za duża, serce pracuje tak intensywnie, że może dojść do zawału. Szczegółowe badania pod mikroskopem ujawniły, że włosy na boku mają nietypową budowę. Pobierają toksynę podobnie jak knot świecy roztopiony wosk, dzięki czemu każdy włosek jest wysycony maksymalną dawką trucizny. Nikt z nas nie widział włosów tak złożonych jak te: z ukośnym splotem [kratownicą] w rejonie ściany i pęczkiem delikatnych włókien w rdzeniu. Byliśmy zaskoczeni skutecznością podsiąkania cieczami oraz ich magazynowania - podkreśla prof. Fritz Vollrath. Poza czarno-białym pasem na boku, reszta włosów grzywaka ma typową budowę włosów ssaczych. Biolodzy są przekonani, że "sugestywne" ubarwienie z flanki skłania drapieżców do kąsania jedynej toksycznej części L. imhausi. Jeśli napastnik nie umrze w wyniku zatrucia, w przyszłości na pewno nie będzie już chciał polować na grzywaka. Obserwowaliśmy grzywaka, który obrywał trującą korę prosto z drzewa, przeżuwał ją, a następnie celowo rozprowadzał na bokach powstałą w ten sposób papkę. Znajdujące się tam włosy są tak pomyślane, by działając jak knot, szybko wchłonęły toksyczną miksturę - opowiada Kingdon. Profesor dodaje, że jeże czasem wgryzają się w gruczoły jadowe ropuch i rozprowadzają toksynę po kolcach, ale taktyka ta nie może raczej doprowadzić do niczyjego zgonu i wywołuje zwykły dyskomfort.
-
Naukowcom z Washington University udało się opisać mechanizm działania jednej z toksyn, wykorzystywanych przez bakterie do atakowania komórek. Bakterie są odporne na swoje własne tokyny, a ich szczegółowe poznanie daje nadzieję na wyprodukowanie leków, dzięki którym bakterie staną się wrażliwe na własną broń. Uczeni rozszyfrowali strukturę toksyny i antytoksyny wykorzystywanych przez Streptococcus pyogenes. Gdyby nie antytoksyna, bakteria zabiłaby samą siebie - mówi doktor Craig L. Smith, autor badań. U wspomnianej bakterii antytoksyna jest połączona z toksyną i staje się nieaktywna gdy dochodzi do zmiany jej kształtu. To pięta achillesowa bakterii, którą chcielibyśmy wykorzystać. Lek, który ustabilizowałby nieaktywną formę, uwolniłby toksynę wewnątrz bakterii - powiedział profesor Thomas E. Ellenberger. Wykorzystywanej przez Streptococcus pyogens toksynie zwanej w skrócie SPN towarzyszy antytoksyna IFS, która chroni bakterię. Uczeni chcą znaleźć lek, który spowoduje, że IFS pozostanie nieaktywna w kontakcie z SPN i bakteria zginie od własnej toksyny. Pomiędzy bakteriami a ich gospodarzami toczy się ciągła wojna. Wspomagamy system odpornościowy antybiotykami, ale jako że bakterie potrafią się na nie uodpornić, ciągle potrzebujemy nowych leków - stwierdza Smith. Parę toksyna-antytoksna wykorzystuje wiele bakterii, ale obecnie nie istnieją lekarstwa, których celem byłoby niszczenie mechanizmu chroniącego bakterię przed jej własnymi toksynami.
-
Prosząc o deszcz, Indianie z plemienia Zoque od wieków zatruwali wody groty siarkowej Cueva de Villa Luz w południowym Meksyku roślinną toksyną. Oszołomione ryby można bez większych problemów wyłowić do koszyka. Okazało się, że praktyka religijna wpłynęła na ewolucję jaskiniowych ryb. Tylko te, które uodporniły się na występujące w paście z barbasco (Lonchocarpus urucu) rotenon i deguelinę, były w stanie przeżyć i wydać na świat potomstwo. Ryby były znieczulane co roku pod koniec pory suchej w Wielkim Tygodniu. Indianie mełli przypominające marchew korzenie i mieszali papkę z wapieniem. W ten sposób powstawała umieszczana w liściach pasta. Zawiniątka umieszczano w odległości 100 metrów w głąb jaskini. Przedstawiciele ludu Zoque wierzą, że ryby stanowią dar od podwodnych bóstw. Złowione okazy uzupełniały menu Indian do czasu zbiorów. Zespół Michaela Toblera, ekologa ewolucyjnego z Uniwersytetu Stanowego Oklahomy, badał molinezje meksykańskie (Poecilia mexicana). Sprawdzano, jak ryby te dostały się do podziemi i jak udało im się przeżyć mimo obecności siarkowodoru. Amerykanie dowiedzieli się o ceremonii i uczestniczyli w niej w 2007 r. Chcąc uchwycić ewentualny wpływ rytuału na ewolucję molinezji, naukowcy złowili okazy z zatruwanych rokrocznie wód i z położonych wyżej rejonów. Potem w akwariach z rybami umieszczono korzenie barbasco. Okazało się, że egzemplarze z zatruwanych rejonów były bardziej oporne na toksynę od niepodtruwanych P. mexicana. Udawało im się pływać w skażonej wodzie prawie o 50% dłużej. Oznacza to, że z biegiem lat dobór naturalny zaczął faworyzować osobniki radzące sobie z trucizną. Obecnie rząd zakazał Zoque odprawiania ceremonii, ale Tobler i jego zespół mają nadzieję, że określając rzeczywisty wpływ rytuału na molinezje, uda się przygotować zalecenia dla Indian i władz, aby podtrzymać starą tradycję. Ze szczegółami dotyczącymi studium Amerykanów można się zapoznać na łamach pisma Biology Letters.
-
Antoinette Hayes z Pfizer Research uważa, że za śmierć Aleksandra Wielkiego odpowiada trucizna z wód Styksu. Amerykanka twierdzi, że do zgonu sławnego wodza doszło przez wtórny metabolit bakterii Micromonospora echinospora - kalicheamycynę. Referat nt. trucizny ze Styksu w ujęciu współczesnej geologii i toksykologii zostanie wygłoszony na XII Międzynarodowym Kongresie Toksykologii w Barcelonie. Starożytni uważali, że woda ze strumienia Styks w północnej Arkadii jest szkodliwa dla zdrowia. Ponoć z tego powodu identyczną nazwę nadano głównej rzece mitologicznego podziemnego świata. Na łodzi Charona musiała ją przebyć każda dusza zmierzająca do Hadesu. W tym samym miejscu uświęcone przysięgi składali też bogowie. Jeśli kłamali, Zeus zmuszał ich do wypicia wody, która działała powalająco. Hezjod, grecki poeta z VIII w. p.n.e., pisał, że przez rok bogowie nie mogli się ruszyć, oddychać ani mówić – wyjaśnia współautorka studium, Adrienne Mayor z Uniwersytetu Stanforda. Grecki geograf Pauzaniasz, autor 10-tomowego dzieła Periegesis tes Hellados (Wędrówki po Helladzie), utrzymywał, że woda z rzeki niszczy kryształy, ceramikę i brąz. Jedyną odporną na korozję rzeczą są kopyta muła bądź konia. Mayor, znana z książki pt. Król trucizny będącej biografią Mitrydatesa VI Eupatora, króla Pontu z dynastii Mitrydatydów, podkreśla, że żaden ze starożytnych twórców nie negował toksycznych właściwości Styksu. Hayes rzuca nieco światła na M. echinospora. To bardzo toksyczna Gram-dodatnia bakteria glebowa, która dopiero ostatnio znalazła się w kręgu zainteresowań współczesnej nauki. Odkryto ją w latach 80. w caliche, kruchych osadach złożonych głównie z węglanu wapnia, których pełno w Grecji. Niestety, geochemia Styksu, nazywanego dziś Mavroneri (Czarną Wodą), dotąd nie zajmowała naukowców. Z tego powodu trudno byłoby potwierdzić teorię kalicheamycynową. Nawet same Mayor i Hayes przyznają, że nie wiadomo, czy Aleksander Wielki naprawdę uległ zatruciu. Panie zaznaczają, że niczego nie sugerują ani nie opowiadają się za lub przeciwko jakiejś wersji wydarzeń. Nie da się jednak zaprzeczyć, że święta trucizna, którą posługiwali się sami bogowie, byłaby idealna dla postrzeganego jako półbóstwo Aleksandra. Wódz zachorował w Babilonie podczas jednej z całonocnych pijatyk. Uskarżał się na przeszywający ból w okolicach wątroby. Miał bardzo wysoką gorączkę. W ciągu 12 kolejnych dni jego stan się pogarszał. Nie mógł mówić, poruszał tylko oczyma. Na końcu zapadł w śpiączkę. Specjaliści, którzy próbowali odtworzyć przyczynę jego śmierci, wspominali o otruciu lub przypadkowym zatruciu ciemiernikiem, tojadem, strychniną lub arsenem, przepiciu, sepsie, zapaleniu trzustki, gorączce zachodniego Nilu, malarii i durze brzusznym. Mayor uważa, że objawy Aleksandra Macedońskiego i przebieg choroby wydają się pasować do greckich mitów związanych ze Styksem. Przywódca stracił głos, jak bogowie, którzy wpadali w niby-śpiączkę po wypiciu wody z rzeki. Wielu toksykologów nie zgadza się z hipotezą otrucia Aleksandra, ponieważ mało która trucizna wywołuje gorączkę, a w starożytności znano ich jeszcze mniej niż obecnie. Kalicheamycyna występuje jednak naturalnie i jest silnie cytotoksyczna, słowem – to idealna kandydatka na morderczynię słynnego króla.
-
Japońsko-amerykańskiemu zespołowi naukowców udało się uzyskać plastikowe przeciwciała (ang. polymer nanoparticles, NPs), które poprawnie funkcjonowały we krwi żywej myszy. Wg nich, to duży krok w kierunku wykorzystania prostych plastikowych cząstek do zwalczania konkretnych sprawiających problemy antygenów, w tym bakterii, wirusów, pyłków, jadu pszczelego czy kurzu. W artykule opublikowanym na łamach Journal of the American Chemical Society autorzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine i Uniwersytetu w Shizuoce wspominają o swoich wcześniejszych badaniach, w ramach których udało im się opracować metodę wytwarzania nanocząstek z polimeru organicznego (o rozmiarach 1/50.0000 średnicy ludzkiego włosa), które zachowywały się jak prawdziwe przeciwciała i reagowały z antygenem. Akademicy zastosowali melitynę – składnik toksyczny pszczelego jadu. Działa ona drażniąco w punkcie użądlenia, a z chemicznego punktu widzenia jest zasadowym polipeptydem. Wykazuje właściwości hemolizujące, blokuje przewodnictwo nerwowo-mięśniowe, a także zwiększa przepuszczalność naczyń krwionośnych. Pracując nad syntetycznymi przeciwciałami, specjaliści uciekli się do molekularnego imprintingu. Melitynę wymieszano z monomerami i zapoczątkowano reakcję kopolimeryzacji. Kiedy plastikowe drobiny uległy zestaleniu, naukowcy wypłukali z nich melitynę. W ten sposób uzyskali nanocząstki z otworami w kształcie cząsteczek toksyny. Podczas testów in vivo okazało się, że polimery wielkości naturalnych białek wykazywały porównywalne powinowactwo i selektywność jak zwykłe przeciwciała. W porównaniu do grupy kontrolnej, NPs zmniejszały śmiertelność i nasilenie peryferyjnych objawów toksycznych. Badania obrazowe pokazały, że plastik przyspieszał usuwanie polipeptydu z krwi i akumulował się w wątrobie. Stwierdzenie tego było możliwe, gdyż naukowcy oznakowali melitynę fluorescencyjnym barwnikiem Cy5, a plastik poddany imprintingowi tagowano węglem 14C lub fluoresceiną. W tym celu przeprowadzano m.in. kopolimeryzację ze wzbogacanym 14C akrylamidem. Podczas eksperymentu myszom zrobiono śmiertelny zastrzyk z melityny. Zauważono, że gryzonie, którym chwilę później podano polimerowe przeciwciała, przeżywały o wiele częściej od pozostałych zwierząt. Ze względu na biokompatybilność i nietoksyczność plastikowe przeciwciała wydają się zatem idealne do neutralizowania całej gamy biologicznych makromolekuł w żywych organizmach.
-
Choć jad skorpionów może niekiedy zabić człowieka, już niedługo jego składniki mogą posłużyć do produkcji skutecznego i bezpiecznego pestycydu. Wszystko dzięki dokładnej analizie białek zawartych w wydzielinie tych pajęczaków. Autorem pomysłu jest prof. Michael Gurevitz, badacz z Uniwersytetu w Tel Awiwie zajmujący się badaniem jadu skorpionów od dwudziestu lat. Efektem prac prowadzonych przez jego zespół w ostatnim czasie jest pełna lista białek zawartych w trującej wydzielinie skorpiona Leiurus quinquestriatus,a także ustalenie zakresu ich toksyczności oraz sekwencji kodujących je genów. Aby ułatwić sobie analizę toksyn, badacze przenieśli kodujące je geny do genomu bakterii, dzięki czemu możliwa stała się synteza tych protein w niemal dowolnej ilości. Tak pozyskane białka poddawano następnie testom na wielu gatunkach zwierząt. Po przeprowadzeniu serii eksperymentów naukowcy z Izraela zidentyfikowali kilka białek wykazujących wysoką szkodliwość dla owadów uznawanych za szkodniki, takich jak szarańcze, żywiące się liśćmi ćmy czy chrząszcze. Niektóre z nich okazały się jednocześnie całkowicie nieszkodliwe dla ssaków oraz owadów pożytecznych, takich jak pszczoły. Największym wyzwaniem, z jaki musi poradzić sobie teraz zespół prof. Gurevitza, jest opracowanie odpowiedniej postaci innowacyjnego pestycydu. Owad nie zatruje się nim bowiem przez połknięcie go, gdyż trujące białka podlegają rozkładowi przez enzymy trawienne. Konieczne jest więc stworzenie takiej formy środka, która będzie w stanie dotrzeć do krwiobiegu owadów i zaatakować układ nerwowy - główny cel toksyn zawartych w jadzie L. quinquestriatus.
-
Historia lubi się powtarzać... Ewolucja też?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Skąd w przyrodzie wzięły się jady? Najprawdopodobniej istnieje na ten temat pojedyncza odpowiedź, lecz ewolucja genów odpowiedzialnych za syntezę toksyn wytwarzanych przez jeden z gatunków ryjówek i pewną jaszczurkę jest co najmniej interesująca. Okazuje się, że sekwencje te powstały w toku niemal identycznych zmian w DNA i są znacznie zmodyfikowanymi wersjami... nieszkodliwego enzymu regulującego krzepliwość krwi. Odkrycia dokonano podczas badań nad enzymem BLTX, wytwarzanym przez ryjówkę krótkoogoniastą (Blarina brevicauda). Jak wykazały badania genu kodującego to białko, wykazuje on wysoki stopień zgodności z genem kodującym kalikreinę-1 - enzym wytwarzany głównie przez gruczoły ślinowe, biorący udział w regulacji krzepliwości krwi. Z przeprowadzonych analiz wynika, że w toku ewolucji sekwencja kodująca kalikreinę-1 przeszła serię przemian, których efektem było znaczne zwiększenie jej aktywności. Zmodyfikowana wersja enzymu działa tak silnie, że po ugryzieniu przez ryjówkę i przedostaniu się do organizmu ofiary powoduje ona zaburzenia krzepliwości krwi, paraliż i śmierć zaatakowanego zwierzęcia. Prawdopoobnie najciekawsze były jednak wyniki badania innej toksyny podobnej do kalikreiny-1, wytwarzanej przez meksykańską jaszczurkę Heloderma horridum. Białko to, noszące nazwę GTX, nie tylko rozwinęło się w toku ewolucji jako pochodna kalikreiny-1, lecz dodatkowo proces ten zaszedł w wyniku pojawieniu się niemal identycznych zmian w DNA kodującego je genu. Konsekwencją modyfikacji było pojawienie się w cząsteczce proteiny dodatkowych pętli łańcucha aminokwasowego, które powodowały szersze "otwarcie" tzw. centrum aktywnego. Ostatecznym efektem było wspomniane zwiększenie aktywności enzymatycznej. Zdaniem głównej autorki odkrycia, Hopi Hoekstry z Harvard University, mechanizmy podobne do zaobserwowanych mogły zajść w historii ewolucji wielokrotnie. Doskonale tłumaczyłyby one, w jaki sposób nieszkodliwe enzymy pełniące różnorakie funkcje fizjologiczne mogły stać się niebezpieczną bronią zdolną do zabijania innych zwierząt. -
Co łączy zaburzenia erekcji i pająki? Wbrew pozorom, nie tylko to, że i jedno, i drugie, może solidnie przestraszyć nawet dorosłego mężczyznę. Jak donoszą naukowcy z Brazylii i Stanów Zjednoczonych, jad jednego z pająków żyjących w Ameryce Środkowej i Południowej może już niedługo stać się skutecznym lekiem na męską niemoc w łóżkowych sprawach. Innowacyjny preparat stworzono na bazie toksyny wydzielanej przez brazylijskiego pająka wędrownego (Phoneutria nigriventer), uznawanego za jeden z najbardziej jadowitych gatunków na Ziemi. Badacze z Medical College of Georgia zainteresowali się jej właściwościami, ponieważ jednym z objawów ukąszenia jest priapizm - uporczywa, bolesna i trwająca kilka godzin erekcja penisa. Uznano w związku z tym, że odpowiednio dobrana i podana dawka trucizny powinna ułatwić pokonanie impotencji. Autorzy studium pobrali jad od przedstawicieli P. nigriventer, a następnie wyizolowali z niego składnik odpowiedzialny za szkodliwe działanie. Po odpowiednim rozcieńczeniu lek podawano szczurom i myszom. Jak wykazały eksperymenty na zwierzętach, pajęcza wydzielina skutecznie pobudzała dopływ krwi do penisa i ułatwiała osiągnięcie erekcji. Oznacza to, że jeżeli dalsze testy potwierdzą jej bezpieczeństwo, możliwe będzie rozpoczęcie badań na ludziach. O wynikach testów nowego leku poinformowano na konferencji prowadzonej pod patronatem Amerykańskiego Towarzystwa Kardiologicznego (AHA) w Chicago.
-
Neonikotynoidy, związki stosowane w niektórych krajach jako pestycydy, wykazują wysoką toksyczność dla układu nerwowego pszczół - wynika z przeglądowej publikacji stworzonej wspólnie przez brytyjskie organizacje Buglife oraz Soil Association. To pierwsze tak przekonujące i jednoznaczne dowody szkodliwości substancji z tej grupy. Jak wynika z zebranych informacji, przynajmniej jeden ze związków z badanej grupy, imidakloprid, wywołuje u owadów poważne zaburzenia w obszarach układu nerwowego odpowiedzialnych za komunikację między osobnikami oraz nawigację. Wszystko wskazuje na to, że jest on jedną z istotnych - jeśli nie najważniejszą - przyczyną masowego wymierania pszczół, do którego doszło w ostatnich latach w Wielkiej Brytanii. Zdaniem autorów, przygotowany raport jest najbardziej kompleksową publikacją na temat wpływu neonikotynoidów na zdrowie pszczół. Peter Melchett, prezes Soil Association, dodaje od siebie słowa rozgoryczenia w związku z postawą brytyjskiego rządu: Zjednoczone Królestwo notorycznie przyjmuje najbardziej rozluźnione w całej Unii Europejskiej stanowisko w sprawie bezpieczeństwa stosowania pestycydów. Niestety, należy wspomnieć że polskie władze także nie zakazały dotychczas stosowania imidaklopridu - kroki takie podjęły władze tylko kilku krajów, m.in. Niemiec, Włoch i Słowenii. Jak nietrudno przewidzieć, przedstawiciele przemysłu są przeciwnego zdania. Zaniem dr. Juliana Little'a z firmy Bayer CropScience, jednego z producentów pestycydów opartych na imidaklopridzie, środki owadobójcze nie są dopuszczane [do użytku - red.] jeśli nie udowodni się braku [negatywnego] wpływu na owady takie jak pszczoły. Według Little'a przyczyną wymierania pszczół jest nie imidakloprid, lecz bliżej nieopisana choroba. Niewykluczone, że przyczyny problemów zdrowotnych pszczół rzeczywiście są bardziej złożone. Jeżeli jednak istnieją dowody na szkodliwość neonikotynoidów, brak stanowczych działań ze strony władz państwowych lub unijnych jest co najmniej zaskakujący. Czy sytuacja ta zmieni się po ukazaniu się najnowszej publikacji? Przekonamy się już niedługo.
-
Co jeszcze, oprócz ognia i spadających konarów drzew, może zagrażać strażakom gaszącym płonące lasy? Zdaniem naukowców z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), istotnym zagrożeniem są także... alkaloidy uwalniane ze spalających się fragmentów roślin. Do badania wykorzystano sosny żółte (Pinus ponderosa), bardzo pospolite w amerykańskich lasach. Celem eksperymentu było zbadanie składu dymu powstającego podczas ich spalania oraz ustalenie wpływu jego składników na zdrowie człowieka oraz kondycję środowiska. Jak wykazali badacze z PNNL, wiele spośród substancji uwalnianych do środowiska wraz z dymem może wywierać istotny wpływ na ekosystemy lądowe oraz morskie. Szczególną uwagę autorzy zwrócili na alkaloidy - związki wytwarzane przez rośliny głównie w celu ochrony przed patogenami. To nie pierwszy raz, gdy udało się wykryć alkaloidy w dymie znad płonących roślin, lecz dotychczas brakowało technologii pozwalających na wykonywanie precyzyjnych pomiarów ich stężenia. Przełom nastąpił, gdy naukowcy z Uniwersytetu Stanu Kolorado udostępnili badaczom z PNNL specjalnie zmodyfikowany aparat do spektroskopii masowej - jednej z najdokładniejszych i najbardziej czułych metod chemii analitycznej. W zależności od badanej próbki, alkaloidy stanowiły od 10 aż do 30 procent zidentyfikowanych związków. Co ciekawe, obecności aż 7 na 10 substancji z tej puli nie stwierdzono nigdy wcześniej w dymie znad płonących roślin. Właściwości alkaloidów sprawiają, że wpływ pożarów lasów na ekosystemy znacznie wykracza poza ryzyko związane z występowaniem ognia. Wysokie stężenie związków z tej grupy może wywierać istotny wpływ na kondycję organizmów zamieszkujących okolice miejsca pożaru. Niewykluczony jest także niekorzystny wpływ na zdrowie samych strażaków. Co więcej, zasadowy odczyn wielu alkaloidów znacząco ułatwia powstawanie chmur oraz opadów. O odkryciu dokonanym przez badaczy z PNNL informuje czasopismo Environmental Science & Technology.
-
Białko Bt, wytwarzane w naturze przez bakterie Bacillus thuringiensis, jest jednym z najskuteczniejszych środków owadobójczych znanych człowiekowi. Jego aktywność jest na tyle wysoka, że kodujący je gen wykorzystywany jest do modyfikacji genetycznej niektórych roślin, lecz, jak pokazują najnowsze badania, jego skuteczność jest ściśle zależna od składu flory bakteryjnej zamieszkującej ciała szkodników atakujących uprawy. Odkrycia dokonali badacze z Uniwersytetu Wisconsin. Badali oni efekty działania Bt na motyle, których larwy żywią się roślinami uprawianymi przez ludzi. Aby ocenić wpływ flory bakteryjnej na działanie toksycznej proteiny, owadom podawano antybiotyki. Po zakończeniu terapii ponownie oceniano skuteczność naturalnego pestycydu. Przeprowadzony eksperyment wykazał, że u pięciu spośród sześciu gatunków badanych motyli zabicie bakterii zamieszkujących jelita powodowało utratę wrażliwości na toksynę. Co więcej, ponowne zasiedlenie ciał owadów tymi samymi drobnoustrojami przywróciło u czterech gatunków wrażliwość na działanie białka Bt. Wygląda więc na to, że do zadziałania tego środka na organizm szkodnika konieczne jest występowanie w nim naturalnej "kolekcji" bakterii. Wyniki doświadczenia mogą być istotne dla rolników, którzy chcieliby zwiększyć skuteczność ochrony własnych upraw przed niechcianymi gośćmi. Można także spekulować, że kontrola składu flory bakteryjnej zamieszkującej organizmy nieszkodliwych gatunków motyli mogłaby pozwolić na uchronienie ich przed szkodliwym działaniem białka Bt.
-
Stosunek płciowy to dla organizmu nie lada wysiłek, zaś jego wpływ na fizjologię wykracza daleko poza funkcjonowanie układu rozrodczego. Jak pokazują badania przeprowadzone przez szwedzkich naukowców, muszki owocowe reagują na kontakt seksualny jak na... zatrucie. Odkrycia dokonano dzięki zastosowaniu mikromacierzy - skomplikowanego narzędzia pozwalającego na jednoczesną ocenę aktywności tysięcy genów funkcjonujących w określonej grupie komórek. Na podstawie ich analizy stwierdzono, że układ odpornościowy pospolitych owadów reaguje na seks intensywną odpowiedzią immunologiczną. Sprawdzaliśmy, w jaki sposób aktywność genów zmienia się pod wpływem kopulacji i wykazaliśmy w ten sposób, że procesem znajdującym się pod najsilniejszym wpływem [aktu seksualnego] jest obrona immunologiczna - opisuje Ted Morrow, pracownik Wydziału Ekologii i Ewolucji na Uniwersytecie w Uppsali. Reakcja organizmu powoduje ograniczenie płodności zwierząt aż o około 20%. Jest to pozornie sprzeczne z ewolucyjnym dążeniem do rozrodu, lecz dokładniejsza analiza sposobu rozmnażania muszek wyjaśnia przyczyny tego nietypowego zjawiska. Okazuje się bowiem, że podczas kontaktu seksualnego samce są wyjątkowo agresywne - krzywdzą swoje partnerki nie tylko swoją gwałtownością, lecz także wytwarzaniem szkodliwych białek zawartych w nasieniu. Wiele wskazuje na to, że odpowiedź immunologiczna jest próbą neutralizacji przyjętych w czasie stosunku toksyn. Energia zużyta na uruchomienie reakcji odpornościowej jest z kolei przyczyną, dla której płodność samic spada znacznie poniżej teoretycznego maksimum. A samiec? Dla niego korzyść jest oczywista: ogranicza w ten sposób prawdopodobieństwo, że jakikolwiek inny osobnik doczeka się potomstwa, którego matką będzie ta sama samica. To okrutna, lecz bez wątpienia bardzo skuteczna metoda.
-
Niczym rewolwerowiec wyzwany na pojedynek, niektóre kobry mają tylko jedną szansę na wystrzelenie porcji jadu, którym mogą obezwładnić swojego przeciwnika. Jak się okazuje, ewolucja wyposażyła te węże w wyspecjalizowany mechanizm zwiększający prawdopodobieństwo trafienia. Większość węży używa swoich zębów jadowych do kąsania, lecz niektóre z nich, należące do rodzaju Naja, mogą "strzelać" wytwarzaną przez siebie toksyną na odległość sięgającą dwóch metrów. O ile jednak mięśnie odpowiedzialne za samo wysyłanie jadu na odległość zostały już dość dobrze poznane, sposób celowania trującą cieczą pozostawał dotychczas tajemnicą. Aby atak kobry był skuteczny, użyty jad musi trafić w oczy napastnika, przed którym chce się ona obronić (wbrew powszechnemu przekonaniu, trucizna służy tym wężom głównie do samoobrony). Gdy się tam dostanie, zawarte w nim neurotoksyny powodują ogromny ból, a nierzadko nawet utratę wzroku. Jak to się dzieje, że zwierzę trafia w tak nieduży, ruchomy cel? Zagadkę postanowili rozwikłać badacze z Uniwersytetu Massachusetts kierowani przez dr. Bruce'a Younga. Wykorzystali w tym celu "szybkie" aparaty fotograficzne oraz elektromiografy - urządzenia analizujące aktywność elektryczną mięśni. Jak się okazuje, sposób poruszania się zwierzęcia podczas aktu samoobrony jest ściśle określony, a nie przypadkowy, jak dotychczas sądzono. Wykonane pomiary sugerują, że zaraz przed "wystrzeleniem" jadu kobra wykonuje krótki, lecz gwałtowny skurcz mięśni głowy i szyi, powodujący jej obrót oraz pochylenie na bok. Chwilę później następuje napięcie mięśni tłoczących truciznę przez kanały jadowe zlokalizowane w charakterystycznych, wydłużonych zębach zwierzęcia. Od tego momentu dochodzi do cyklicznego kurczenia się różnych partii mięśni, pozwalających na pokrycie znacznej części ciała napastnika, co znacznie zwiększa prawdopodobieństwo trafienia w oko i uniknięcia ataku. Szacunkowe obliczenia wskazują, że węże z rodzaju Naja osiągają niemal stuprocentową celność przy "strzałach" na odległość 60 centymetrów. Co ciekawe, sposób poruszania się głowy zwierząt jest ściśle określony i nie ulega istotnym zmianom podczas kolejnych prób samoobrony. O swoim odkryciu badacze z Massachusetts poinformowali za pośrednictwem czasopisma Physiological and Biochemical Zoology.
-
Badacze z Uniwersytetu Rochester zaprojektowali "genetyczną bombę", która umożliwia masową produkcję toksyn w komórkach nowotworowych. Co ważne, zdrowa tkanka pozostaje praktycznie nietknięta. Nowatorskie rozwiązanie wykorzystuje właściwości genu Rad51, którego podwyższona aktywność (ekspresja) w dzielących się szybko komórkach nowotworowych jest znana już od kilku lat. Naukowcy, prowadzeni przez dr Verę Gorbunovą, zmodyfikowali tę sekwencję, usuwając z niej fragmenty odpowiedzialne za ograniczane jej aktywności. Uzyskany w ten sposób gen wciąż był uruchamiany w intensywnie dzielących się komórkach nowotworowych, lecz, pozbawiony "hamulca", podlegały w nich znacznie silniejszej ekspresji. Komórki zdrowe niemal w ogóle nie korzystają z Rad51, ponieważ intensywność podziałów komórkowych w zdrowej tkance jest wielokrotnie niższa. Aktywność Rad51 w typowym nowotworze jest około pięciokrotnie wyższa, niż w zdrowej tkance, lecz dzięki usunięciu sekwencji ograniczającej ekspresję tego genu udało się uzyskać różnice aktywności rzędu kilku, a nawet kilkunastu tysięcy razy. Jak wykorzystać unikalną cechę zmodyfikowanego genu? Badacze z Rochester uznali, że najlepiej będzie połączyć ze sobą odpowiedni fragment Rad51 oraz sekwencję kodującą bakteryjną toksynę błoniczą, produkowaną przez bakterie z gatunku Corynebacterium diphteriae. Uzyskano w ten sposób gen, którego produktem była silna trucizna, lecz aktywował się on wyłącznie w komórkach nowotworowych, prowadząc do ich zniszczenia. Wstępne testy wykazały, że pomysł doskonale sprawdza się w praktyce. W warunkach laboratoryjnych udało się skutecznie zlikwidować komórki kilku nowotworów, m.in. włókniakomięsaka oraz raka piersi i raka szyjki macicy. Testy przeprowadzone równolegle na zdrowych komórkach nie wywołały w nich większych szkód. Obecnie badacze z Rochester pracują nad stworzeniem wirusa, który pozwoli na dostarczenie terapeutycznego genu do możliwie wielu komórek w żywym organizmie. Jeżeli się to uda i wydajność procesu będzie dostatecznie wysoka, być może pewnego dnia leczenie nowotworu będzie się ograniczało do prostych wstrzyknięć "genetycznej bomby". Zanim jednak stanie się to możliwe, konieczne będą wieloletnie badania.
-
Niektórzy twierdzą, że palenie papierosów "light" zmniejsza ryzyko powikłań związanych z pochłanianiem zawartych w nich toksyn. Okazuje się jednak, że to tylko złudzenie, przynajmniej z punktu widzenia zagrożenia dla płodu. Wiele substancji zawartych w [papierosach typu light] nie zostało przetestowanych, a niektóre są opisywane przez producentów jako bezpieczne, zauważa pracujący na Uniwersytecie Kalifornijskim prof. Prue Talbot, główny autor badań. Niestety, jak pokazują badania jego zespołu, rzeczywistość wygląda znacznie gorzej: nasze testy na myszach pokazują jasno, że te substancje niekorzystnie wpływają na reprodukcję oraz związane z nią procesy rozwojowe. Efekty najprawdopodobniej są identyczne w przypadku ludzi, co oznacza, że kobiety ciężarne są szczególnie narażone na efekty dymu z takich papierosów. Zespół prof. Talbota prowadził swoje testy na mysich zarodkowych komórkach macierzystych, które służyły jako model zarodka niezagnieżdżonego jeszcze w ściany macicy. Porównywano na nich wpływ dymu wydzielanego przez tradycyjne papierosy oraz ich wersję "light". Wykonano także osobną analizę dymu zasysanego przez filtr papierosa (miało to symulować aktywne wdychanie przez samego palacza) oraz tego wydzielanego z żarzącej się końcówki papierosa. Testy pokazują jasno, że każdy z badanych rodzajów używki wykazywał silne działanie toksyczne na niezagnieżdżone zarodki myszy, co objawiało się m.in. opóźnieniem i upośledzeniem ich rozwoju. W wyniku ekspozycji na dym dochodziło także do osłabienia zdolności komórek macierzystych do przylegania do białek tzw. macierzy pozakomórkowej (proces ten jest konieczny dla prawidłowego osadzenia się zarodka w macicy). W skrajnych przypadkach dochodziło nawet do całkowitego obumarcia zarodka. Co więcej, ku zaskoczeniu badaczy okazało się, że próbki dymu z papierosów typu "light" były bardziej szkodliwe od tego z papierosów tradycyjnych. Ten wynik był niespodziewany, ponieważ zgodnie z zapewnieniami takie produkty zawierają mniejsze ilości toksyn, uważa prof. Talbot. Dalsze testy wykazały, że dym wydostający się z końcówki papierosa (czyli ten wdychany przez biernych palaczy) był bardziej szkodliwy, prawdopodobnie ze względu na niższą temperaturę spalania tytoniu. Nie należy jednak zapominać, że sam palacz także wdycha tę trującą mgiełkę. Dalsze badania zespołu z Uniwersytetu Kalifornijskiego obejmą wykonanie analogicznych testów na komórkach ludzkich. Należąca do zespołu magistrantka Sabrina Lin rozpoczęła już wstępne eksperymenty, możemy więc liczyć, że już wkrótce opublikowane zostaną ich wstępne rezultaty.
-
Radioaktywny jad skorpiona przechodzi właśnie testy kliniczne w roli lekarstwa na nowotwory, w tym złośliwe guzy mózgu. Naukowcy z firmy TransMolecular zauważyli, że po wstrzyknięciu do organizmu nietoksyczny ekstrakt z jadu wyszukuje wadliwe komórki i się z nimi wiąże. Wcześniejsze napromieniowanie cząsteczek powoduje, że radioterapia prowadzona jest od środka, a nie z zewnątrz przez naświetlanie, w dodatku obejmuje wyłącznie chore komórki. Związkiem ekstrahowanym z jadu skorpiona Leiurus quinquestriatus jest białko. Odrzuca się zaś neurotoksyny, przez które zwierzę zostało owiane atmosferą złej sławy. Sprawiają one bowiem, że mieszkaniec Bliskiego Wschodu dysponuje drugim pod względem siły działania jadem wśród skorpionów. Podczas eksperymentów laboratoryjnych peptyd skutecznie niszczył komórki nowotworów piersi, skóry, mózgu i płuc, nie uszkadzając przy tym zdrowej tkanki. Wygląda to tak, jakby guzy zbierały szkodliwą dla nich substancję – wyjaśnia Michael Egan. Na początku nie było wiadomo, czy białko będzie w stanie dostarczyć do guza odpowiednią dawkę promieniotwórczego pierwiastka. By się o tym przekonać, zespół badaczy związał je z izotopami jodu. W zeszłym roku onkolodzy wstrzyknęli taki "koktajl" 59 osobom z nieoperowalnymi guzami mózgu. Do teraz wszyscy zmarli, ale pacjenci z najwyższą dawką żyli średnio o 3 miesiące dłużej. Niedawno eksperci z Uniwersytetu w Chicago zaczęli wprowadzać białko do krwioobiegu chorych z różnymi typami złośliwych nowotworów mózgu. W ten sposób Amerykanie będą mogli sprawdzić, czy testowana substancja zabije zarówno pierwotne ogniska, jak i przerzuty.
-
Nowa technika umożliwiająca szybkie wykrycie jednej z najgroźniejszych toksyn, rycyny, została opracowana przez specjalistów z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Metoda może znaleźć zastosowanie przede wszystkim w dziedzinie walki z bioterroryzmem. Rycyna, białko uzyskiwane z nasion rącznika pospolitego (Ricinus communis), jest jedną z najsilniejszych toksyn znanych człowiekowi - do zabicia dorosłej osoby wystarcza już 400 mg tej substancji. Jej szkodliwe działanie polega na przenikaniu do wnętrza komórek i nacinaniu nici RNA budujących rybosomy - struktury odpowiedzialne za syntezę białek. Dotychczas nie istniały techniki pozwalające na szybkie i skuteczne wykrycie trucizny, lecz opracowana przez Amerykanów metoda ma szansę zmienić tę niekorzystną sytuację. Opracowana na Uniwersytecie Kalifornijskim metoda opiera się na zdolności nici RNA do komplementarnego wiązania się ze sobą. Oznacza to, że dwie nici łączą się ze sobą tylko wtedy, gdy tworzące je jednostki, zwane nukleotydami, są ułożone w odpowiedniej kolejności w obu cząsteczkach. W przypadku opracowanego testu jeden z fragmentów RNA pochodzi z rybosomów badanych komórek, zaś drugi jest syntetyzowany w laboratorium i dodawany do próbki jako tzw. sonda wykrywająca poszukiwane RNA. Do jednego z końców sondy przyłączono dodatkowo syntetyczny fragment, niewystępujący w naturalnym RNA, lecz posiadający zdolność do fluorescencji, gdy nie jest do niego przyłączony żaden nukleotyd w badanej nici. Zasada wykonania testu jest bardzo prosta. Do badanej próbki dodaje się sondę, a następnie przeprowadzana jest 30-minutowa inkubacja. Po tym czasie sprawdza się, czy badana próbka świeci. Jeżeli tak, oznacza to, że nić RNA należąca do rybosomu została przecięta. Jeżeli nie obserwuje się emisji światła, oznacza to, że rybosom jest nienaruszony. Największą zaletą nowej techniki jest jej szybkość. Stosowane dotychczas metody umożliwiały wykrycie toksyny dopiero po czterdziestu ośmiu godzinach - jest to zdecydowanie zbyt długo w sytuacji, gdy podejrzewa się atak terrorystyczny. Prawdopodobnie jedyną wadą zaproponowanego przez Amerykanów testu jest fakt, iż nie wykrywa on bezpośrednio cząsteczek trucizny. Można jednak uznać, że uzyskane z jego pomocą wyniki są dostatecznie wiarygodne, gdyż dokonywane przez rycynę uszkodzenia, wykrywane w badaniu, są bardzo charakterystyczne. Obecnie trwają prace nad przygotowaniem kompaktowego zestawu do przeprowadzania analizy, zwanego "laboratorium na chipie" (ang. lab-on-a-chip). Umożliwiłoby to wykonywanie potrzebnych czynności poza laboratorium nawet przez osoby niedoświadczone, czyli np. przez przedstawicieli służb związanych z ochroną ludności.
-
Skład jadu węży tego samego gatunku, które zamieszkują różne rejony, nie jest taki sam. Trzeba to wziąć pod uwagę podczas przygotowywania odtrutek (antidotum). Naukowcy wiedzieli od dziesięcioleci, że skład jadu zmienia się geograficznie. To dlatego u ofiar pogryzień występują różne objawy. Zagadnieniem symptomów zajmowano się dość intensywnie, poświęcając jednocześnie niewiele uwagi analizie chemicznej samego jadu. W ramach najnowszego studium, sfinansowanego przez Uniwersytet Kostarykański i hiszpańskie Ministerstwo Edukacji, porównano skład białkowy toksyny dwóch populacji Bothrops asper. Badano odizolowane populacje z karaibskiego (północny wschód) i pacyficznego (południowy zachód) rejonu Kostaryki. Odkryto duże różnice w składzie chemicznym. Poza tym zauważono, że w jadzie nowo narodzonych i dorosłych węży również występują inne proteiny. Wskazuje to, iż wraz z wielkością i wiekiem węża może się zmieniać skład jadu, potrzebny do sparaliżowania i wstępnego trawienia ofiary. Odtrutki są często bardzo kosztowne i dostępne jedynie w wybranych szpitalach. W dodatku nie zawsze działają. Autorzy studium sugerują, że aby zwiększyć ich skuteczność, trzeba pamiętać o dystrybucji wiekowej i geograficznej węży (Journal of Proteome Research).
-
Nie od dzisiaj wiadomo, że w przyrodzie trwa ciągły ewolucyjny wyścig zbrojeń pomiędzy potencjalną ofiarą, a potencjalnym zabójcą. Zamieszkujące Australię zdradnice, jedne z najbardziej niebezpiecznych węży świata, żywią się głównie żabami. Te, by bronić się przed drapieżnikiem, stosują różne taktyki: od rozwinięcia dłuższych nóg pozwalających na szybszą ucieczkę, po wydzielane przez skórę trucizny. Dwójka naukowców w University of Sydney, Ben Philips i Richard Shine, postanowili przyjrzeć się, w jaki sposób węże radzą sobie podczas polowania. Do terrarium wpuszczano różne gatunki żab, a rozgrywające się wydarzenia filmowano. Okazało się, że wąż zjadał niejadowite żaby natychmiast po ich zabiciu. Zwlekał jednak ze spożyciem dwóch gatunków. Po zabiciu przedstawicielki jednego z gatunków żab bagiennych (Limnodynastes convexiusculus) wąż czekał przez 10 minut, zanim przystąpił do ucztowania. Żaba ta wydziela bowiem kleistą substancję. Okazuje się jednak, że po 10 minutach traci ona swoje substancje klejące, więc wąż mógł bez problemu ją spożyć. Jeszcze dłużej czekał w przypadku gatunku Litoria dahlii. Ten endemiczny płaz broni się przed napastnikiem wydzielając przez skórę truciznę. Jej spożycie kończy się dla węża śmiercią. Jednak węże wiedzą, że po 40 minutach trucizna się rozkłada i tyle właśnie czekają, zanim zjedzą swoją zdobycz. Biolodzy wiedzą jednak, że to nie koniec walki pomiędzy żabami a wężami i te pierwsze za jakiś czas "wymyślą” zapewne kolejną broń.
-
Tarantule i papryczki chili wydają się nie mieć ze sobą nic wspólnego, okazuje się jednak, że mają. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco odkryli, że stosują podobne taktyki odstraszania drapieżników. Jad gatunku tarantuli występującego na Trynidadzie i Tobago, Psalmopoeus cambridgei (zwanego kiedyś Santaremia longipes lub Psalmopoeus cambridgii), zawiera toksyny uruchamiające te same receptory bólowe (TRPV1), co alkaloid papryczki chili kapsaicyna. Zidentyfikowaliśmy nowy mechanizm, za pomocą którego jady wywołują ból i wykazaliśmy, że jest on podobny do taktyki wykorzystywanej przez papryki do generowania podobnych odczuć — powiedział biolog molekularny David Julius. I pająki, i rośliny wytworzyły podobny sposób odstraszania drapieżników. Kiedy Julius i jego zespół, którzy opisali swoje odkrycia na łamach pisma Nature, badali jad pająka w laboratorium, uzyskali reakcję płodowych komórek nerek z receptorami, nie zaobserwowali jej natomiast w przypadku komórek bez receptorów. Normalne komórki nerek produkują w odpowiedzi na działanie toksyny duże ilości jonów wapnia. Naukowcy wyizolowali również z jadu pająka 3 składniki. Po posmarowaniu nim łap myszy z receptorami wykazywały objawy zapalenia i bólu (kończyny puchły). U transgenicznych gryzoni bez receptorów nic się natomiast nie wydarzyło. Badacze skoncentrowali się na zrozumieniu podłoża molekularnego bólu, wierząc, że inne pająki rozwinęły podobne mechanizmy obronne. Potwierdziło się to w odniesieniu do kolejnego gatunku tarantuli, tym razem pochodzącego z południowo-wschodniej Azji.