Токсины австралийского жалящего дерева вызывают боль, сравнимую с укусами пауков и скорпионов
Исследователи из Университета Квинсленда обнаружили, что болезненные токсины гигантского австралийского жалящего дерева удивительно похожи на яд пауков и конусных улиток.
Дерево Gympie-Gympie (жалящее дерево) — одно из самых ядовитых растений в мире, вызывающее чрезвычайно длительную боль.
Команды доцента Ирины Веттер и доктора Томаса Дурека из Института молекулярной биологии UQ обнаружили новое семейство токсинов, названных ими «гимпиетидами» в честь дерева Gympie-Gympie.
Научное название дерева — Dendrocnide (буквально «жалящее дерево»), представитель семейства крапивных. Оно встречается в Австралии от региона Северные реки в Новом Южном Уэльсе через Гимпи в Квинсленде и до самой северной точки полуострова Кейп-Йорк.
Как действует растение
Как и другие жалящие растения (например, крапива), гигантское жалящее дерево покрыто игольчатыми выростами — трихомами длиной около пяти миллиметров. Трихомы выглядят как тонкие волоски, но действуют как гиподермические иглы, впрыскивающие токсины при контакте с кожей.
Исторически в трихомах изучались малые молекулы, такие как гистамин, ацетилхолин и муравьиная кислота, но их инъекция не вызывала сильной и длительной боли, характерной для этого дерева. Это указывало на наличие неидентифицированного нейротоксина.
Открытие нового класса токсинов
Исследователи обнаружили этот нейротоксин — совершенно новый класс мини-белков, названных «гимпиетидами».
Хотя они имеют растительное происхождение, гимпиетиды похожи на токсины пауков и конусных улиток:
- По способу сворачивания в трёхмерную молекулярную структуру.
- По мишени воздействия — те же болевые рецепторы.
Это, по мнению учёных, делает дерево Gympie-Gympie по-настоящему «ядовитым» растением.
Механизм длительной боли и перспективы
Длительная боль от ожога может объясняться тем, что гимпиетиды необратимо изменяют натриевые каналы в сенсорных нейронах, а не просто тем, что волоски застревают в коже.
Понимание механизма действия токсина может помочь:
- Разработать лучшее лечение для пострадавших, чтобы облегчить или устранить боль.
- Использовать гимпиетиды в качестве основы («скаффолдов») для новых терапевтических средств обезболивания.
Эволюционный вопрос
Сходство механизмов боли от токсинов растений и животных ставит эволюционный вопрос. Исследователи указывают на две возможности:
- Эволюция из гена-предка у древнего общего предка.
- Конвергентная эволюция, когда природа заново «изобретает» наиболее подходящую структуру для общей цели.
Учёные надеются, что гимпиетиды предоставят новую информацию о функционировании нервов, ощущающих боль, и внесут вклад в разработку новых обезболивающих.