Ученые нашли способ определять родину лягушек и получать в перспективе лекарства из их слизи
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
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