Ученые объяснили устойчивость смертельно ядовитых лягушек к собственному токсину

Крошечные лягушки-листолазы Phyllobates terribilis – одни из самых опасных животных в мире. Их кожа выделяет сильнейший яд батрахотоксин, вызывающий паралич сердца, дыхательной мускулатуры и поражение нервной системы, причем в каждой лягушке его содержится на десятерых. Листолазы не вырабатывают батрахотоксин самостоятельно, а накапливают его с пищей, скорее всего, насекомыми. Во всяком случае, в лаборатории, на строго просчитанной диете, они теряют всю свою ядовитость.

Антидота против батрахотоксина не существует, он с той же летальностью действует на всех позвоночных (за исключением змей Liophis epinephelus, выработавших защиту), а между тем возникает вопрос: как же сами лягушки, накапливая мощный яд, не погибают? Чтобы выяснить это, исследователи из Университета штата Нью-Йорк поставили эксперименты на культурах крысиных мышечных клеток – результаты их работы представлены в статье, опубликованной журналом PNAS.

Дело в том, что летальное действие батрахотоксина связано с необратимым открытием и выводом из строя натриевых каналов, мембранных белков, играющих особую роль в работе нервных клеток и передаче сигналов. Аналогичным образом действует тетродоксин ядовитых иглобрюхих рыб, которые сами от него ничуть не страдают. Белки их натриевых каналов несут одну аминокислотную замену, которая делает их совершенно невосприимчивыми к действию яда. Поэтому ученые и решили поискать аналогичную мутацию, способную защитить лягушек-листолазов от батрахотоксина.

У белка лягушек Nav1.4 имеется пять аминокислотных замен, и авторы показали, что если в ген, кодирующий аналогичный белок у крыс, внести соответствующие мутации, то клетки становятся невосприимчивы к батрахотоксину. Чтобы выделить ключевую, такие мутации вносились и последовательно, одна за другой – и она была найдена. Всего одна мутация N1584T, ведущая к замене аспарагина на треонин, не позволяет токсину связываться с белком и делает его устойчивым к смертельному воздействию.

К сожалению, это еще не означает, что антидот к батрахотоксину будет найден в обозримое время. Несмотря на то, что механизм устойчивости иглобрюхих рыб к тетродоксину известен, противоядия против него тоже не существует. Так что лучше не трогать ярких и крошечных листолазов, встретив их где-нибудь во влажных лесах Колумбии.