Evoluția extrem de rapidă a toxinelor melcului con

de Tim Pearce

melcii conici trăiesc în mare și injectează venin pentru a-și paraliza prada. Majoritatea melcilor coni mănâncă viermi, unii mănâncă alți melci, iar unii prind și mănâncă pește. Ei folosesc o săgeată hipodermică (un dinte radular modificat) pentru a injecta venin. Veninul conține aproximativ 100 de peptide diferite (proteine scurte) care acționează ca neurotoxine., Fiecare dintre cele 600 de specii de melc-con are propriile sale unice cocktail de peptide, cu foarte puțin suprapunere de peptide printre specii, rezultând >50.000 de peptide printre con melci din lume.Peptidele cu venin de melc conic sunt printre cele mai rapide gene care codifică proteinele la animale. Ele evoluează de două ori mai repede decât majoritatea celorlalte proteine cunoscute. Evoluția rapidă pare să rezulte din duplicări genetice extinse care oferă oportunități abundente de selecție naturală în timpul interacțiunilor prădător-pradă .,mai mult, Peptidele cu venin conic sunt una dintre cele mai puternic modificate clase de produse genetice cunoscute. Asta înseamnă că peptidele suferă modificări extinse după ce au fost traduse din ADN, inclusiv bromurarea, glicozilarea și epimerizarea aminoacizilor (schimbarea de la L la D, ca și cum ar deveni propria imagine oglindă) .cocktail-ul venom vizează anumite tipuri de pradă; mâncătorii de viermi au o suită diferită de peptide decât mâncătorii de pește. În diferite stadii de dezvoltare, ele pot exprima gene diferite., Când sunt foarte tineri, mâncătorii de pește sunt prea mici pentru a mânca pește, așa că mănâncă viermi, apoi trec la pește mai târziu. Cocktail-ul lor de venin se schimbă de la toxinele viermilor la toxinele peștilor atunci când schimbă prada.

Conus magus este una dintre speciile a căror dietă se schimbă de la viermi la pește, deoarece creste., În aceste dieta schimbarea specii, forma radular dart schimbări la fel de bine – cei care mănâncă viermi au unbarbed darts, în timp ce cei consumul de pește au îndreptat înapoi ghimpi pentru a ajuta la ține-te de pește .celulele nervoase animale conțin multe tipuri de canale ionice, a căror funcție ajută la transmiterea semnalelor de-a lungul nervului. Fiecare peptidă de melc con poate viza un anumit tip de canal de ioni. Amestecul complex de peptide din veninul melcului conic blochează multe canale ionice și receptori neuroni la speciile de pradă., În mod surprinzător, multe peptide de melc con acționează asupra țintelor de durere, dar nu este clar ce avantaj ar obține melcul din amorțirea durerii pradă. Cu toate acestea, proprietățile de ucidere a durerii sunt unul dintre motivele pentru care veninurile de melc con sunt de mare interes pentru companiile farmaceutice și cel puțin o peptidă de melc con este utilizată în prezent ca un ucigaș de durere la om.

cercetătorii pot prospecta peptide de venin în ADN-ul snipsului de țesut de melc conic sau din specimene de muzeu. Prin prospectarea în ADN, ei pot găsi gene pentru peptide venin care nu sunt exprimate în acea etapă de viață particulară ., Odată ce o peptidă utilă este descoperită și caracterizată, ea poate fi fabricată (deci nu trebuie să fie mulsă din melc).

melcii conici pot comuta rapid între toxine pentru prădare sau toxine pentru apărare. Toxinele folosite de conul geografic, Conus geographus pentru prinderea prăzii sunt în mare parte inactive asupra oamenilor, dar toxinele pe care le folosește pentru apărare sunt peptide paralitice care blochează receptorii neuromusculari. Conus geographus și Conus textile sunt cele două specii de melci conice cunoscute pentru a ucide oamenii .,pentru a vedea videoclipuri cu melci conice care prind și înghit pește, tastați în browserul dvs. de internet: „cone melc mănâncă.pe lângă frumusețea lor și abilitățile uimitoare de captare a prăzii, melcii conici sunt remarcabili pentru evoluția extrem de rapidă a toxinelor lor, dintre care unele arată promisiunea ca medicamente utile.Timothy A. Pearce, PhD, este șeful secției de moluște din cadrul Muzeului de Istorie Naturală Carnegie. Angajații muzeului sunt încurajați să facă un blog despre experiențele lor unice și cunoștințele dobândite în urma muncii la muzeu.

Note:

Nybakken, J., & Perron, F. 1988. Schimbarea ontogenetică în radula Conus magus (Gastropoda). Biologie marină, 98 (2): 239-242

bănuiesc că efectele post-translaționale (inclusiv intronii și exonii) ar ascunde înțelegerea produsului final al unei peptide descoperite prin prospectarea ADN-ului.