Новый метод изучения генов яда: революция в токсинологии

Международная группа учёных разработала инновационный и этичный метод изучения генов, ответственных за выработку яда. Эта техника позволяет определить уникальный состав яда у широкого спектра ядовитых животных, которые ранее почти не изучались.

Исследователи из Амстердамского университета VU и Университета Порту, связанные с Naturalis Biodiversity Center и Лейденским университетом, успешно определили «чертежи» белков в яде скорпионов. Эти чертежи точно отражают, какие гены активны в процессе производства яда.

Транскриптомика вместо вскрытия

Использованная техника называется транскриптомикой. Это метод, позволяющий исследовать паттерны экспрессии генов. Уникальность подхода в том, что впервые метод успешно применён непосредственно к самому яду, а не к ткани ядовитой железы. Это означает, что для изучения экспрессии генов больше не нужно умерщвлять животных.

«Благодаря этой технике мы можем очень точно увидеть, какие гены активны в различные моменты производства яда, — говорит профессор VU и исследователь Naturalis Фрик Вонк. — Этот «снимок» впервые даёт возможность изучить, как различные факторы, такие как питание, сезон и возраст, влияют на выработку яда у одной особи».

Это позволяет исследовать, какие вариации существуют в составе яда и какие факторы на них влияют. Каждый яд содержит от десятков до сотен различных токсичных веществ (токсинов), которые вырабатываются железой и могут воздействовать на нервную систему или кровообращение.

Почему метод работает на скорпионах, но не на змеях?

Способ производства яда у животных различен, что объясняет применимость метода.

• Скорпионы, некоторые рыбы и утконос: клетки ядовитой железы «отрываются» кусками или полностью распадаются в резервуаре с ядом. В результате яд содержит много клеточных остатков, в которых и можно проводить транскриптомический анализ.
• Змеи и многоножки: яд выделяется в резервуар в небольших везикулах (пузырьках), что даёт относительно «чистый» яд без клеточных остатков, непригодный для данного метода.

«Техника теперь делает возможным изучение вариаций яда у большого числа животных, которые почти не изучались: скорпионов, рыб и даже утконоса», — объясняет изобретатель метода Ари ван дер Мейден, исследователь Университета Порту.

Перспективы для медицины

Метод проще, чище и специфичнее ранее использовавшихся техник.

«Мы можем лучше исследовать, как животные производят яд. А это особенно полезно, поскольку токсины в яде — важный источник для поиска новых потенциальных лекарств, например, для лечения сердечно-сосудистых заболеваний», — подчёркивает Ван дер Мейден.

Исследование «A non-lethal method for studying scorpion venom gland transcriptomes...» опубликовано в журнале PLOS ONE.