Аналог окситоцину змусив морську зірку вивернути шлунок

Аналог пептидного гормону окситоцину, який у ссавців сприяє зміцненню соціальних зв'язків і знижує апетит, у морських зірок червоних астеріасів () активує травну систему навіть за відсутності їжі, повідомляється в Можливо, в майбутньому його дія допоможе боротися з руйнівною дією морської зірки терновий вінець () на корали.


У нервовій системі тварин в якості переносників сигналів використовуються різні за хімічною природою речовини, в тому числі пептиди - ланцюжки з декількох амінокислот (зазвичай до 50; молекули, які складаються з більш ніж 50 амінокислот, вважаються білками, але чіткої межі між ними немає). Особливо часто вони задіюються у безхребетних, але і у ссавців багато фізіологічних процесів регулюються сигнальними пептидами.


Одна з найбільш популярних таких молекул для дослідження - окситоцин. Справа в тому, що він володіє широким спектром дії: у ссавців провокує скорочення гладких м'язів (зокрема, матки), виділення молока, допомагає формувати почуття прихильності до дитинчат і будь-яких інших особин. Ген попередника окситоцину стародавній і у різних систематичних груп тварин незалежно подвоювався, його нові копії часом набували нових функцій. В основному дію окситоцину і його ортологів (молекул, які кодуються такими генами у різних видів) вивчають на хребетних або первинноротих безхребетних - молюсках, членистоногих і круглих хробаках. Функції тих же пептидів в організмах вторинноротих безхребетних - більш близьких родичів хребетних (так як ті теж вториннороті) - досліджують набагато рідше.

Біологи з Лондонського університету Королеви Марії під керівництвом Моуріса Ельфіка (Maurice R. Elphick) досліджували дію на поведінку морської зірки кількох близьких за складом сигнальних пептидів: астеротоцина, NGFFYаміда, а також вазопресина і окситоцину (останніх двох у голкошкірих немає). Спочатку вони визначили, які сигнальні пептиди кодуються генами червоного астеріасу і виробляються в його організмі, потім встановили структуру потенційного рецептора до цих пептидів.

В дослідах вчені визначили, з що активує цей рецептор - астеротоцин, NGFFYамід (його паралог), окситоцин або вазопресин (не виробляються у морських зірок). Потім тими ж речовинами діяли вже на фрагменти різних органів, у тому числі шлунок. Нарешті, перелічені пептиди по одному вводили морським зіркам і відзначали зміни в їх поведінці. В якості контролю виступала морська вода.

З'ясувалося, що рецептор до сигнальних пептидів, будову якого досліджували вчені, активується астеротоцином у фізіологічній концентрації 5,7 − 10 ‑ 8 моль на літр, а на інші три речовини навіть у високій концентрації, близько 10 − 4 моль на літр, практично не реагує. Те саме можна було сказати про фрагменти травної системи морської зірки. М'язи її нижнього шлунка розслабляються під дією астеротоцину, притому в 3-4 рази сильніше, ніж під дією інших пептидів. А ін'єкція цієї речовини провокує харчову поведінку у червоного астеріасу. Тварина вигинається, як якби вона залазила на раковину молюска, і випускає назовні нижній шлунок. Він виділяє травні ферменти, які призначені для розм'якшення тканин жертви (але в експериментальних умовах жертв не було).

Виходить, що ортолог окситоцину стимулює харчову поведінку у. У мишей, мавп і людини сам окситоцин знижує апетит, але в будь-якому випадку виходить, що він регулює прийом їжі - нехай і надаючи діаметрально протилежні ефекти.

Якщо виявиться, що астеротоцин діє на інших морських зірок так само, як на червоного астеріаса, можна буде використовувати цю молекулу для регуляції харчової поведінки тернового вінця () в Тихому океані. Як і, цей організм - хижак, але переважно він харчується не молюсками, а коралами. В останні роки терновий вінець сильно розмножився через падіння чисельності природних ворогів - хароній і швидко поїдає коралові поліпи Великого бар'єрного рифу. Враховуючи, що терновий вінець відповідальний за втрату майже чверті (42 відсотки від половини) коралів з 1985 по 2012 рік, його діяльність треба контролювати.


Голошкірі, до яких належать червоний астеріас і терновий вінець, мають безліч незвичайних креслень. Крім того, що для перетравлювання їжі вони вивертають назовні шлунок, деякі з них, зокрема, офіури, мають лінзи з кальциту, через які проходить світло. Знизити крихкість цих лінз дозволяє механізм їх формування. Безліч наночастинок, осаджуючись одночасно, формують аморфну і кристалічну фази, і друга стискає першу.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND