Di Tim Pearce
Le lumache cono vivono nel mare e iniettano veleno per paralizzare la loro preda. La maggior parte delle lumache a cono mangiano vermi, alcuni mangiano altre lumache e alcuni catturano e mangiano pesce. Usano un dardo ipodermico (un dente radulare modificato) per iniettare veleno. Il veleno contiene circa 100 diversi peptidi (proteine corte) che agiscono come neurotossine., Ciascuna delle circa 600 specie di lumaca cono ha il proprio cocktail unico di peptidi, con pochissima sovrapposizione di peptidi tra le specie, producendo >50.000 peptidi tra le lumache cono del mondo.
I peptidi del veleno della lumaca del cono sono fra i geni proteina-codificanti più rapidamente evolventi in animali. Si evolvono due volte più velocemente della maggior parte delle altre proteine conosciute. La rapida evoluzione sembra derivare da estese duplicazioni geniche che forniscono abbondanti opportunità di selezione naturale durante le interazioni predatore-preda .,
Ancora, i peptidi del veleno del cono sono una delle classi più altamente post-traduzionalmente modificate dei prodotti del gene conosciuti. Ciò significa che i peptidi subiscono ampie modifiche dopo essere stati tradotti dal DNA, tra cui la bromurazione, la glicosilazione e l’epimerizzazione degli aminoacidi (cambiando da L a D, come diventare la propria immagine speculare) .
Il cocktail venom si rivolge a particolari tipi di prede; i mangiatori di vermi hanno una suite diversa di peptidi rispetto ai mangiatori di pesce. In diverse fasi di sviluppo, possono esprimere diversi geni., Quando sono molto giovani, i mangiatori di pesce sono troppo piccoli per mangiare pesce, quindi mangiano vermi, quindi passano a pescare più tardi. Il loro cocktail di veleno cambia dalle tossine dei vermi alle tossine dei pesci quando cambiano preda.
Conus magus è una delle specie la cui dieta si sposta dai vermi ai pesci man mano che cresce., In queste specie che cambiano la dieta, anche la forma del dardo radulare cambia – quelli che mangiano vermi hanno dardi non affilati, mentre quelli che mangiano pesce hanno barbe rivolte all’indietro per aiutare a tenere il pesce .
Le cellule nervose animali contengono molti tipi di canali ionici, la cui funzione aiuta a trasmettere segnali lungo il nervo. Ogni peptide lumaca cono può indirizzare un particolare tipo di canale ionico. La complessa miscela di peptidi nel veleno di lumaca cono blocca molti canali ionici e recettori neuronali nelle specie di prede., Sorprendentemente, molti peptidi di lumaca cono agiscono sugli obiettivi di dolore, ma non è chiaro quale vantaggio la lumaca deriverebbe da intorpidire il dolore della preda. Tuttavia, le proprietà di dolore-uccisione sono una delle ragioni che i veleni della lumaca del cono sono di grande interesse alle aziende farmaceutiche ed almeno un peptide della lumaca del cono attualmente è usato come antidolorifico in esseri umani.
I ricercatori possono prospect per peptidi venom nel DNA di snips di tessuto cono lumaca o da esemplari del museo. Esplorando nel DNA, possono trovare geni per peptidi velenosi che non vengono espressi in quella particolare fase della vita ., Una volta scoperto e caratterizzato un peptide utile, può essere fabbricato (quindi non ha bisogno di essere munto dalla lumaca).
Le lumache a cono possono passare rapidamente tra le tossine per la predazione o le tossine per la difesa. Le tossine utilizzate dal cono di geografia, Conus geographus per catturare le prede sono per lo più inattive sugli esseri umani, ma le tossine che utilizza per la difesa sono peptidi paralitici che bloccano i recettori neuromuscolari. Conus geographus e Conus textile sono le due specie di lumache a cono conosciute per uccidere gli esseri umani .,
Per vedere i video di lumache cono cattura e deglutizione pesce, digitare nel browser internet: “cono lumaca mangiare.”
Oltre alla loro bellezza e alle incredibili capacità di cattura delle prede, le lumache a cono sono notevoli per l’evoluzione estremamente rapida delle loro tossine, alcune delle quali mostrano promesse come medicinali utili.
Timothy A. Pearce, PhD, è il capo della sezione molluschi al Carnegie Museum of Natural History. I dipendenti del museo sono incoraggiati a blog sulle loro esperienze uniche e le conoscenze acquisite lavorando al museo.
Note:
Nybakken, J., & Perron, F. 1988. Cambiamento ontogenetico nella radula di Conus magus (Gastropoda). Biologia marina, 98 (2): 239-242
Sospetto che gli effetti post-traduzionali (inclusi introni ed esoni) oscurino la comprensione del prodotto finale di un peptide scoperto dalla prospezione del DNA.
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