02.10.18

В эволюционной игре «кошки-мышки» хищники адаптировали умный арсенал новых трюков, чтобы захватить их неуловимую добычу. Теперь новые исследования появившиеся недавно в онлайн-издании «Молекулярная биология и эволюция», выявили молекулярные ключи, влияющие на эффективность токсинов скорпиона.

Сравнение насекомых и млекопитающих

Скорпионы пируют на насекомых через нейротоксин, называемые альфа-подобными токсинами, которые направляются через их жала для осуществления их летального действия. В новом исследовании исследовательская группа провела молекулярное рассечение одного альфа-подобного токсина под названием MeuNaTxalpha-5 (или MT-5). МТ-5 поражает как насекомых, так и млекопитающих и классифицируется по их предпочтениям друг над другом. Команда Чжу была заинтересована в раскрытии молекулярных механизмов этой настройки и, в частности, эффективности токсина для насекомых. В исследовании было проведено сравнение видов деятельности у насекомых и млекопитающих. Команда сгенерировала различные мутанты, включающие аминокислотные остатки одного белка, указанные как необходимые для взаимодействия со своими партнерскими рецепторами, называемыми Nav-каналами. В биоанализах токсичности насекомых мутация делеции (19AF20), как было установлено, ухудшает ее активность против млекопитающих, но существенно повышает ее инсектицидную активность. Этот вывод может привести к появлению перспективных новых кандидатов на инсектициды и тонкой настройке этих мутантов для борьбы с конкретным вредителем.

Основы гипотезы

Команда ученых определила восемь белковых горячих точек, называемых позитивно отобранными участками (PSS), которые указывают на адаптивную молекулярную эволюцию. Авторы находят доказательство того, что существенный агент отбора альфа-токсинов исходит из эволюционной изменчивости рецепторного сайта натриевых (или Nav) каналов от хищников и жертв скорпионов. Гипотеза исследования основана на ключевом внешнем механизме, обеспечивающем позитивный выбор токсинов скорпиона и новых экспериментальных данных, подтверждающих мнение. «Примечательно, что расположение PSS на интерфейсе различных сложных моделей и эволюционная изменчивость их целей, в частности наше идеальное отображение двух PSS с горячей точкой, взаимодействующих с двумя сильно изменяющимися сайтами каналов, все поддерживают мнение о том, что эволюция токсического скорпиона обусловлены их целями », - сказал Чжу, соответствующий автор исследования. Затем они планируют расширить свои исследования до двух основных хищников скорпиона, птиц и ящериц, а также млекопитающих, чтобы лучше понять динамику взаимодействия токсинов и каналов.