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 Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Известное исследование прошлого, показавшего позитивный эффект от уменьшения экранного времени, слишком сильно доверялось словам участников эксперимента. Проверка показала, что в реальности люди почти полностью проваливают попытку уменьшить свою зависимость от телефона.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Известное исследование прошлого, показавшего позитивный эффект от уменьшения экранного времени, слишком сильно доверялось словам участников эксперимента. Проверка показала, что в реальности люди почти полностью проваливают попытку уменьшить свою зависимость от телефона.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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