Почему ядовитые лягушки не умирают от своего яда?
Некоторые лягушки-древолазы очень ядовиты: их опасно не то что есть, а даже брать в руки: через микротравмы кожи и слизистые крошечное количество их яда может проникнуть в организм и за 20 минут остановить сердце. Это одни из самых опасных существ на планете. Противоядия от их яда пока нет. на Земле есть только несколько видов животных, которым не страшно прикасаться к древолазам: это некоторые пауки и змеи, научившиеся охотиться на ядовитых лягушек без риска для жизни, и сами древолазы. Они находятся в контакте с токсином каждую минуту (он выделяется крошечными железами, спрятанными в коже) и совершенно не жалуются на сердце.
В ходе эволюции лягушкам пришлось научиться справляться с собственным ядом, но за это пришлось поплатиться. Миллионная грамма эпибатидина — сильнодействующего токсина, которым пропитана кожа некоторых тропических лягушек,- убивает мышь за доли секунды. Предыдущие исследования показали, что устойчивость к эпибатидину достигается за счёт замены всего одной аминокислоты в белке, с которым связывается эпибатидин. Но у такой замены есть побочный эффект. Эпибатидин связывается с белками, обычно участвующими в сигнальной цепочке ацетилхолина — нейромедиатора парасимпатической нервной системы, причем место связывания у них одно и то же. Замена аминокислот предотвращает связывание этих белков с ацетилхолином и может в теории вызывать серьёзные нарушения в работе мозга.
Чтобы узнать, как иммунитет к яду эпибатидину сказывается на регуляции обмена ацетилхолина, учёные добавили человеческие гены, кодирующие тот же белок, в ДНК эмбриона ядовитой лягушки — трехцветного древолаза (Epipedobates anthonyi), и наоборот: лягушачьи гены, кодирующие белок, который связывается с ацетилхолином, встроили в человеческую клетку. Оказалось, что замена одной аминокислоты делает невозможным связывание с белком и молекулы смертельного яда, и молекулы ацетилхолина. Но ядовитые лягушки делают еще одну замену, создавая в другой части белковой молекулы место, с которым успешно связывается ацетилхолин, а молекула эпибатидина — не связывается. У трёх разных видов древолазов вторая замена в разных местах, но все они справляются со своей задачей — компенсировать издержки, на которые лягушкам пришлось пойти ради того, чтобы не погибать от собственного яда.
Исследование опубликовано в журнале Science.