Изучен защитный яд, вырабатываемый гусеницей Doratifera Vulnerans

Ученые внимательно изучили яд гусеницы чашечной моли Doratifera vulnerans и сделали вывод, что он эволюционировал несколько раз независимо от состава ранее изученного яда насекомых, принадлежащих тому же семейству, что и гусеница.

Гусеница чашечной моли — представительница вида Doratifera семейства Слизневидки (Чешуекрылые). Многие гусеницы-слизневидки ядовиты в личиночной стадии, но состав и способ действия их яда до сих пор остаются неизвестными. Поэтому анализ яда гусеницы чашечной моли является очень важным мероприятием, так как в результате он даст возможность исследовать закономерности молекулярной конвергенции и дивергенции, лежащие в основе эволюции использования яда этими насекомыми.

После тщательно проведенных исследований с использованием самого современного аналитического оборудования, ученые сообщили о замечательной конвергенции в рекрутировании ядовитых пептидов между слизневидками и другими ядовитыми насекомыми. Подобно скорпионам и паукам, слизневидки вооружены пептидами иммунной системы для отпугивания потенциальных хищников. Однако при этом эти ядовитые пептиды более похожи по структуре и способу действия на подобные пептиды перепончатокрылых насекомых. Чтобы разобраться в путанице, ученые применили технологию визуализации, транскриптомику, протеомику и функциональные анализы. Так удалось получить целостную картину ядовитой системы гусеницы Doratifera vulnerans.

Оказалось, что гусеница-слизневидка производит сложный яд, содержащий 151 белковый токсин. Большинство из этих веществ являются пептидами, в общем сложности охватывающими по меньшей мере 59 семейств пептидов. Ученые сделали сравнительную характеристику трех наиболее распространенных семейств из всех ядовитых пептидов — вулнерицинов, обнаруженных в составе яда гусеницы. Оказалось, что они являются:

1) аналогами адипокинетического гормона (AKH), ответственного за распределение энергии в организме насекомого, а также связанного с нейропептидами, некоторые из которых являются агонистами эндогенного рецептора насекомых;

2) линейными катионными пептидами, полученными из врожденного иммунного пептида насекомых, который убивает бактерии и паразитов, разрушая клеточные мембраны;

3) пептидами, богатыми определенными веществами, которые ученые ранее обнаруживали только в ядах пауков.

Используя фракционирование яда и набор синтетических пептидов яда, ученые продемонстрировали, что иммунные пептиды ответственны за доминирующий болевой эффект и поэтому, вероятно, вызывают боль после естественного попадания яда в организм. Данные анализа демонстрируют конвергентную молекулярную эволюцию между гусеницами-слизневидками, насекомыми отряда Перепончатокрылые и паукообразными.

Это исследование раскрывает систему яда с уникальным сочетанием особенностей, ранее не отмеченных у других ядовитых животных, и дает представление о функциональной основе ядов насекомых семейства Слизневидки. Оно также дает понимание того, что яды насекомых отряда Чешуекрылые до сих пор являются нетронутым источником новых биологически активных пептидов.