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毒蛙如何保护自己免受自身神经毒素的侵害

导读 不要让它们的外观蒙骗您:顶针大小,斑驳的鲜艳色彩和柔滑的毒蛙实际上藏有一些我们所知的最有效的神经毒素。在《科学》杂志上发表的一篇新...

不要让它们的外观蒙骗您:顶针大小,斑驳的鲜艳色彩和柔滑的毒蛙实际上藏有一些我们所知的最有效的神经毒素。在《科学》杂志上发表的一篇新论文中,科学家们距离解决相关的抓挠动物更近了-这些青蛙如何避免自身中毒?答案对打击痛苦和成瘾具有潜在的影响。

由德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家领导的这项新研究针对使用毒素表巴替丁的毒蛙亚组回答了这个问题。为了防止捕食者进食,青蛙使用了毒素,该毒素与动物神经系统的受体结合,会导致高血压,癫痫发作甚至死亡。研究人员发现,青蛙的一个很小的基因突变-构成受体的2500个氨基酸中只有三个发生了变化-阻止了毒素作用于青蛙自身的受体,使其对青蛙的致死作用具有抵抗力。不仅如此,在这些青蛙的进化过程中,同样的变化独立地出现了三遍。

UT Austin的博士后研究员,论文的共同第一作者丽贝卡·塔文(Rebecca Tarvin)表示:“有毒物质对您的生存有好处-它使您比捕食者更具优势。”“那么,为什么更多的动物没有毒性呢?我们的工作表明,一个很大的制约因素是生物体是否会对自己的毒素产生抵抗力。我们发现进化已经在三组不同的青蛙中发生了同样的变化,对我而言,这是非常美丽的。”

有数百种有毒青蛙,每种青蛙都使用数十种不同的神经毒素。Tarvin是研究人员小组的成员,其中包括整合生物学系的David Cannatella教授和Harold Zakon教授,他们一直在研究这些青蛙如何产生抗药性。

几十年来,医学研究人员已经知道,这种毒素Epibatidine也可以充当强大的非成瘾止痛药。他们已经从青蛙的毒素中开发出数百种化合物,其中包括一种在药物开发过程中发展到人体试验的化合物,之后由于其他副作用而被排除在外。

这项新的研究显示了某些毒蛙如何进化来阻止毒素,同时又保留了大脑所需的受体的使用。这项新研究为科学家提供了有关依巴替丁的信息,这些信息最终可能有助于设计新的止痛药或对抗尼古丁成瘾的药物。

“我们可以收集有关这些受体如何与药物相互作用的所有信息,这使我们离设计更好的药物更近了一步,”该论文的另一位第一作者,大学瓦格纳中心研究助理塞西莉亚·博尔盖塞(Cecilia Borghese)说。酒精与成瘾研究。图片提供:Rebecca Tarvin /德克萨斯大学奥斯汀分校。改变锁A受体是细胞外部的一种蛋白质,可以在内部和外部之间传递信号。接收器就像锁,直到遇到正确的钥匙时才会关闭。当具有正确形状的分子出现时,受体被激活并发出信号。

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