11.08.2021
РНФ
1
567

Ученые нашли способ определять родину лягушек и получать в перспективе лекарства из их слизи

4.5

Российские ученые совместно с коллегами из Словении провели анализ защитного кожного секрета травяной лягушки Rana temporaria из популяции, обитающей в Центральной Словении, и сравнили результаты тестов с таковыми для московских земноводных. Оказалось, что состав секрета животных разных регионов различается, а значит, по нему можно определить их родину. Кроме того, авторы усовершенствовали безопасный для лягушек способ, помогающий получить больше слизи, а также разработали эффективные методики работы с ней. Они лягут в основу исследований биологических активностей кожного секрета — его противомикробные и регенеративные свойства помогут разработать новые лекарства.

Ученые нашли способ определять родину лягушек и получать в перспективе лекарства из их слизи / ©Getty images

Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry. Травяные ранидные лягушки — один из самых распространенных родов лягушек в Европе. Слизь с поверхности кожи — их единственная защита от всех опасностей. Поэтому в процессе эволюции у каждой популяции сложился уникальный состав кожного секрета в зависимости от возможных угроз, существующих в конкретной среде обитания.

В одних группах активные пептиды слизи вызывают рвотный рефлекс у рыб, заставляя их выплюнуть жертву. Слизь травяных лягушек из других местностей вызывает такую боль у хищных птиц, что те не могут закрыть клюв и проглотить добычу. Пептиды других популяций отвечают за защиту от грибков, вирусов и вредных бактерий и способны ускорять регенерацию мягких тканей. Поэтому для ученых важно изучить состав и структуру каждого пептида и понять, как именно он действует.

Для определения структуры активных веществ авторы использовали метод масс-спектрометрического анализа с предварительным хроматографическим разделением компонентов смеси: ионизируя молекулы вещества, они фиксировали отношение их массы к заряду, и с учетом атомных масс элементов устанавливали состав молекул и их активных фрагментов. Сравнивая пептиды словенской и московской популяции травяных лягушек, ученым удалось не только сделать прогноз о функциях найденных пептидов, но и найти новый способ различать виды и популяции лягушек.

«Часто бывает сложно определить, к какому виду относятся особи, ведь они очень похожи между собой. Даже у опытных биологов с этим возникают проблемы. Однако теперь, когда известно, что у каждого вида лягушек есть свой собственный набор пептидов, определить принадлежность особи будет легко. Более того, теперь существует возможность узнать и то, к какой именно популяции она относится — ранее не было ни одного способа, позволяющего это сделать. Так что мы можем говорить о настоящем открытии», — делится Альберт Лебедев, доктор химических наук, профессор кафедры органической химии химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и заведующий лабораторией физико-химических методов анализа строения вещества.

Основная цель исследователей — найти такой способ изучения структуры пептидов, при котором не нужно будет проводить дополнительные химические реакции, предваряющие масс-спектрометрический анализ и приводящие к потерям целевых компонентов или загрязнению образца побочными продуктами. Есть проблемы и с количеством образцов, поскольку сбор кожного секрета лягушек — также трудоемкий процесс. Обычного количества кожного секрета, выделяемого одной особью, недостаточно.

Авторы статьи использовали безвредный для лягушек метод мягкого электростимулирования, разработанный в Австралии в конце прошлого века. Ученые водили вдоль спин амфибий электродами, после чего слизь начинала выделяться более эффективно. Такая процедура проводится раз в пару недель, чтобы подопытные смогли восстановить «баланс» секрета.

Наконец, основная сложность состоит в том, что активные пептиды, выделяемые организмом лягушки, выполняют свою функцию в считанные секунды. Уже через минуту в только что взятом образце слизи не остается никаких действующих веществ. Все из-за ферментов, которые останавливают работу выполнивших свою функцию пептидов до того, как они смогут навредить организму хозяйки. Но и для этой проблемы нашлось решение. Одним из наиболее эффективных вариантов является смыв слизи с кожи водой в контейнер с метанолом, который дезактивирует ферменты. Полученный водно-метанольный раствор фильтруют, а фильтрат используют для изучения активных пептидов.

Эти методы будут использоваться и в будущих исследованиях. Уже планируется выяснить действие новых пептидов на грибки, бактерии и вирусы, а также изучить их противораковый потенциал. Ученые собрали особей других видов и теперь выясняют возможность альтернативных способов стимулирования секреции слизи.
«Главная проблема современных лекарственных препаратов заключается в том, что вредные микроорганизмы быстро вырабатывают к ним устойчивость. Фармакологические компании тратят миллионы на разработку новых антибиотиков, а в результате большая их часть через некоторое время становится бесполезной. С активными пептидами из кожного секрета травяной лягушки все по-другому.

Так как они совершенно иначе действуют на микроорганизмы, бактерии не вырабатывают к ним устойчивости, хотя природа их воздействия до конца еще не изучена. Именно по этой причине лягушки живут на планете уже более 300-400 миллионов лет. Вот почему мы надеемся, их пептиды могут стать основой для лекарств будущего поколения», — объясняет Альберт Лебедев. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
РНФ осуществляет финансовую и организационную поддержку фундаментальных и поисковых научных исследований посредством финансирования прошедших конкурсный отбор научных, научно-технических программ и проектов.
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

25 января
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Позавчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

DELETED
09.11.2021
-
0
+
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: