Ученые объяснили, почему пауки рода Clubiona не замерзают зимой
Чтобы охотиться при температурах ниже нуля, пауки рода Clubiona выработали особые белки-антифризы. Изучив членистоногих, собранных в грушевых садах неподалеку от города Брно (Чехия), ученые раскрыли молекулярный механизм, позволяющий этим паукам не впадать в зимнюю спячку.
Большинство пауков не приспособлены к холодному климату, однако членистоногие вида Bolyphantes index, обитающие в Норвегии, прекрасно себя чувствуют при низких температурах. Зимней охотой также промышляют пауки-скакуны Philodromus spp и некоторые виды из Аляски и Чилийских Анд. Все дело в активности антифризных белков, частично или полностью защищающих их от замерзания.
Недавно внимание исследователей привлек практически повсеместно распространенный род пауков-мешконосцев Clubiona: вырабатываемый ими антифризный белок (АФП) с уникальной β-соленоидной структурой — молекулами, впервые обнаруженными у полярных рыб, — связывался с кристаллами льда, препятствуя замерзанию жидкостей. Хотя белки Clubiona были похожи на те, что вырабатывают мотыльки и жуки, они сформировались независимо в результате конвергентной эволюции, когда у разных организмов, не состоящих в близком родстве, развиваются схожие «решения» для выполнения одной и той же задачи.
Собрав 43 паука в период с декабря 2022 по февраль 2023 года, международная исследовательская группа под руководством Лори Грэм (Laurie A. Graham) из Университета Куинс (Канада), определила, что экстракт из тела одной особи понижал температуру замерзания воды более чем на четыре градуса Цельсия. Даже при двадцатикратном разбавлении этот эффект сохранялся, а ледяные кристаллы переставали расти. Результаты научной работы опубликованы в FEBS Journal.
Белки очистили с помощью пяти циклов ледовой аффинной очистки — метода, при котором извлеченные из раствора белки замерзают вместе с ним. Масс-спектрометрический анализ показал, что АФП существует в нескольких изоформах (они получили собственные регистрационные номера в базе GenBank: Isoform 1 — PQ846958 Isoform и 2 — PQ846959) и содержит гликозилированные участки — присоединенные углеводы, которые, вероятно, укрепляют белок при низких температурах.
Применив метод транскриптомики для анализа активных генов, Грэм и коллеги обнаружили, что в собранной выборке присутствовали по крайней мере три вида пауков Clubiona: С. pallidula, C. lutescens C. brevipes. Все белки-антифризы, судя по последовательностям, были уникальными для этого рода пауков и не встречались у других членистоногих и насекомых.
Трехмерную форму АФП определили, смодерировав структуру с помощью системы AlphaFold2: β-соленоидная складка с плоской поверхностью была выстлана рядами остатков треонина, позволяющих белкам связываться и взаимодействовать с кристаллами льда. Более того, белки Clubiona были чрезвычайно эффективными: при повторных циклах очистки они почти полностью связывались с замерзшей фракцией, чего не наблюдалось у белков полярных рыб (например, у атлантических тресковых).
Понимание природы АФП по мнению авторов статьи, объясняет феномен зимней активности пауков и может привести к разработке новых биотехнологий. Аналог белков-антифризов Clubiona также можно использовать для защиты культурных растений от промерзания, продления срока хранения пищевых продуктов, а также в медицине — например, при криоконсервации клеток и тканей.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии