av Tim Pearce
Kon sniglar lever i havet och injicera gift att förlama sitt byte. De flesta kon sniglar äter maskar, vissa äter andra sniglar och vissa fångar och äter fisk. De använder en hypodermisk dart (en modifierad radulär tand) för att injicera gift. Giftet innehåller cirka 100 olika peptider (korta proteiner) som fungerar som neurotoxiner., Var och en av de 600 eller så arter av kon snigel har sin egen unika cocktail av peptider, med mycket liten överlappning av peptider bland arter, vilket ger >50,000 peptider bland kon sniglar i världen.
Cone snail venom peptider är bland de snabbast utvecklande proteinkodande generna hos djur. De utvecklas dubbelt så snabbt som de flesta andra kända proteiner. Den snabba utvecklingen verkar bero på omfattande gendupliceringar som ger rikliga möjligheter till naturligt urval under predator-prey-interaktioner .,
dessutom är cone venom peptider en av de mest post-translationally modifierade klasserna av genprodukter kända. Det betyder att peptiderna genomgår omfattande modifieringar efter att ha översatts från DNA, inklusive bromering, glykosylering och aminosyra epimerisation (byte från L till D, som att bli sin egen spegelbild) .
venomcocktailen riktar sig mot särskilda typer av byte; maskätare har en annan uppsättning peptider än fiskätare. Vid olika utvecklingsstadier kan de uttrycka olika gener., När mycket ung är fiskätarna för små för att äta fisk, så de äter maskar och byter sedan till fisk senare. Deras venomcocktail förändras från masktoxiner till fisktoxiner när de byter byte.
Conus magus är en av de arter vars kost skiftar från maskar till fisk när den växer., I dessa dietskiftande arter förändras också formen på den radulära pilen-de som äter maskar har unbarbed dart, medan de som äter fisk har bakåtgående pekande barbs för att hålla tag i fisken .
Djurnervceller innehåller många typer av jonkanaler, vars funktion hjälper till att överföra signaler längs nerven. Varje kon snigel peptid kan rikta en viss typ av jonkanal. Den komplexa blandningen av peptider i kon snigelgift blockerar många jonkanaler och neuronreceptorer i bytesdjur., Överraskande verkar många kon snigelpeptider på smärtmål, men det är inte klart vilken fördel snigeln skulle härleda från att bedöva bytets smärta. Men smärtstillande egenskaper är en av anledningarna till att kon snigelgift är av stort intresse för läkemedelsföretag och minst en kon snigelpeptid används för närvarande som smärtstillande medel hos människor.
forskare kan prospektera för venompeptider i DNA av kon snigelvävnad snips eller från museiprover. Genom att prospektera i DNA kan de hitta gener för venompeptider som inte uttrycks vid det specifika livsstadiet ., När en användbar peptid upptäcks och karakteriseras kan den tillverkas (så det behöver inte mjölkas från snigeln).
Kon sniglar kan växla snabbt mellan toxiner för predation eller toxiner för försvar. De toxiner som används av geografikonen, Conus geographus för att fånga byte är mestadels inaktiva på människor, men toxinerna den använder för försvar är paralytiska peptider som blockerar neuromuskulära receptorer. Conus geographus och Conus Textil är de två kon snigel arter som är kända för att döda människor .,
för att se videor av kon sniglar fånga och svälja fisk, skriv in din webbläsare: ”cone snail eating.”
förutom deras skönhet och fantastiska prey capture förmågor är kon sniglar anmärkningsvärda för den extremt snabba utvecklingen av deras toxiner, varav några visar löfte som användbara läkemedel.
Timothy A. Pearce, PhD, är chef för mollusker avsnitt på Carnegie Museum of Natural History. Museianställda uppmuntras att blogga om sina unika erfarenheter och kunskaper från att arbeta på museet.
anmärkningar:
Nybakken, J., & Perron, F. 1988. Ontogenetiska förändring i radula av Conus magus(Gastropoda). Marinbiologi, 98(2): 239-242
Jag misstänker att efter translationella effekter (inklusive introner och exoner) skulle dölja förståelsen av slutprodukten av en peptid som upptäckts genom DNA-prospektering.
Leave a Reply