Ядовитые пауки и моллюски помогают нейробиологам изучать функционирование ионных каналов
Нейротоксины из организма моллюсков семейства Conidae, а так же нейротоксины из организма пауков помогут учёным из Германии более детально изучить функционирование ионных каналов нейронов. Ионные каналы позволяют клеткам общаться друг с другом. По этой причине они имеют очень важное значение для жизнедеятельности клеток и всего организма в целом.
Исследователям впервые удалось разработать систему, которая позволяет проводить продолжительные исследования ионных каналов, работающих в организме млекопитающих. Кроме того, учёные смогли блокировать работу ионных каналов нейротоксинами – избавить лабораторных мышей от хронической боли. Это стало возможным благодаря внедрению в организм подопытных животных гена, несущего информацию о токсине, который и помог учёным блокировать работу ионных каналов.
Напомним, существует около 500 представителей семейства Conidae. Каждый представитель вырабатывает от 50 до 200 различных токсинов. Приблизительно такое же количество пептидных токсинов синтезируют змеи, скорпионы, пауки, морские анемоны и другие ядовитые животные. Токсические вещества, как правило, используются хищниками для того, чтобы парализовать жертву. По подсчётам учёных в природе существует более 100 000 различных токсинов. Они представляют собой определённый интерес для науки: могут быть использованы для изучения физиологических функций ионных каналов, рецепторов и различных сигнальных молекул.
Подобного рода исследования способны приблизить учёных к созданию лекарственных препаратов, способных справляться с различными заболеваниями. Например, некоторые соединения, в основе которых лежат токсины, вырабатываемые моллюсками семейства Conidae, можно использовать для лечения хронической боли.
Исследовательская группа под руководством доктора Инес Ибаньез-Таллон (Ines Iba?ez-Tallon, работница центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка) сосредоточилась на изучении двух ионных каналов, пронизывающих клеточные мембраны. Данные каналы активируются электрическим током. Когда они активируются, то происходит приток ионов кальция в нейроны. После нервные клетки высвобождают нейромедиаторы – вещества, которые обеспечивают передачу нервного импульса от одной нервной клетки к другой нервной клетке.
В течение последнего десятилетия растворимые нейротоксины внесли значительный вклад в изучение функционирования ионных каналов и рецепторов. Это связано с тем, что данные соединения обладают способностью специфически ингибировать работу как различных рецепторов, так и ионных каналов. Однако ингибирование происходит на протяжении ограниченного времени, что является серьёзным ограничением при проведении исследовательских работ.
Учёные смогли обойти данную проблему. С помощью генной инженерии молекулярные биологи внесли гены, ответственные за продукцию нейротоксинов у пауков и моллюсков семейства Conidae, в геном нейронов млекопитающих. Таким образом в организме млекопитающих удалось достичь присутствия нужной концетрации токсинов, которая необходима для длительного ингибирования кальциевых ионных каналов.
