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为什么毒蛙不会自己毒死

文章出处:未知 责任编辑:香港hpv疫苗 作者:香港hpv疫苗 发表时间:2017-09-22 11:13

不要让他们的外表愚弄你:顶针大小,开朗的颜色和气质,毒蛙,实际上是一些最有力的神经毒素,我们知道。随着科学杂志上发表的一篇新文章,科学家们更加接近于解决相关头痛问题 - 这些青蛙如何防止中毒?答案对打击痛苦和成瘾的斗争有潜在的后果。

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德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家领导的新研究回答了这个问题,即使用毒素表阿巴定的亚型毒蛙。为了保持食肉动物的饮食,青蛙使用毒素,其结合动物神经系统中的受体,并可引起高血压,癫痫发作甚至死亡。研究人员发现,青蛙中的一个小的基因突变 - 构成受体的2,500个氨基酸中只有三个变化 - 阻止毒素作用于青蛙自身的受体,使其对其致死作用具有抵抗力。不仅如此,在这些青蛙的演变中,三次独立的变化也出现了同样的变化。

UT Austin的博士后研究员Rebecca Tarvin和本文共同的第一作者Rebecca Tarvin说:“毒性可能对您的生存有好处 - 它可以帮助您超越捕食者。“那么为什么不会有更多的动物有毒?我们的工作表明,一个很大的制约因素是生物体是否会对自己的毒素产生抵抗力,我们发现进化已经在三组不同的青蛙中同样精确地改变了,我,很漂亮。“

有数以百计的有毒青蛙,每一种都使用数十种不同的神经毒素。Tarvin是研究团队的一部分,其中包括教授David Cannatella和Harold Zakon在综合生物学系,他们一直在研究这些青蛙如何发展出有毒的抗性。

几十年来,医学研究人员已经知道,这种毒素,表阿巴定也可以作为一个强大的非伤口性止痛药。他们已经从青蛙的毒素开发了数百种化合物,包括在药物开发过程中进行人类试验的化合物,由于其他副作用被排除。

新的研究 - 显示某些毒蛙如何进化以阻止毒素,同时保持对大脑需要的受体的使用 - 为科学家提供了有关表阿巴胺的信息,这些信息最终将有助于设计药物,如新的止痛药或药物来抵抗尼古丁成瘾。

该文件的另一位共同第一作者和大学瓦格纳中心的研究员Cecilia Borghese说:“我们可以收集关于这些受体如何与药物相互作用的每一个信息,使我们更加接近设计更好的药物。酒精和成瘾研究。

改变锁定

受体是在外部和外部之间传输信号的细胞外部的一种蛋白质。受体就像锁一直保持关闭,直到遇到正确的钥匙。当具有正确形状的分子出现时,受体被激活并发出信号。

Tarvin和她的同事研究的受体在学习和记忆等过程中发出信号,但通常只有当健康“关键”的化合物接触时。不幸的是,对于青蛙的掠食性动物,有毒的epibatidine也可以像受体的强大骨架键一样起作用,劫持细胞并引发危险的活动。

研究人员发现,使用epibatidine的毒蛙发展了一种小的遗传突变,可以防止毒素与其受体结合。在某种意义上,他们阻止了骨架键。由于第二次遗传突变,他们也通过进化来管理继续工作的真正钥匙的方式。在青蛙里,锁变得更有选择性了。

战斗疾病

锁定改变的方式提出了开发药物以打击人类疾病的新途径。

研究人员发现,在不改变健康功能的情况下给予青蛙对毒素的抗性的变化发生在接近部分但不甚接触表阿巴定的受体。访问学者Borghese和Wiebke Sachs在本文的另一位作者兼瓦格纳中心副主任Adron Harris的实验室中研究了人和青蛙受体的功能。

Bgihese说:“最令人兴奋的是这些氨基酸甚至不能与药物直接接触,可以以如此精确的方式改变受体的功能。健康化合物,她继续说道,“照常工作,没有任何问题,现在受体对表阿霉素有抗性,对我来说很迷人。”

了解这些非常小的变化如何影响受体的行为,可能会被科学家们用来设计药物来处理。因为人类中同样的受体也参与了疼痛和尼古丁成瘾,这项研究可能建议开发新的药物来阻止疼痛或帮助吸烟者打破习惯的方法。

回溯进化

研究人员与厄瓜多尔的合作伙伴合作,收集了28种青蛙的组织样本,包括使用表阿巴定,那些使用其他毒素和不毒性的青蛙。Tarvin并听到来自圣约翰大学的同事Juan C. Santos和斯坦福大学的Lauren O'Connell对每个物种中特定受体的编码基因进行了测序。然后,她比较了微妙的差异,构建了一个代表基因演变的进化树。

这代表了Cannatella,Zakon,Tarvin和Santos在发现阻止青蛙自身中毒的机制中发挥了第二次作用。在2016年1月,该团队确定了一组基因突变,他们建议可能会保护来自不同神经毒素batrachotoxin的另一亚种毒蛙。本月发表的研究建立在纽约州立大学奥尔巴尼州的研究人员的发现和进行中,证实了UT Austin提出的突变之一可以保护毒素蛙的毒素。

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