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 Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
Ученые Московского физико-технического института разработали бенчмарк — эталон для компьютерных программ — и с его помощью сравнили больше десяти популярных нейросетей и классических алгоритмов распознавания жестов незнакомого человека по сигналам электромиографии. Разработка даст возможность лучше понимать «голос тела», чтобы дистанционно управлять техникой, теледроидами, дополненной и виртуальной реальностью.
В 2020-х годах шакалы достигли Архангельской области, а еще раньше колонизировали другие регионы Северной Европы. Авторы новой работы проанализировали перспективы и пришли к выводу о неизбежности многократного расширения их европейского ареала в этом веке. Причем ключевую роль в этом играет человек и его действия.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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