Цианобактерия-«убийца орлов» производит не один, а два токсина

Цианобактерия Aetokthonos hydrillicola производит не один, а два высокотоксичных вещества. В новом номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) международная группа под руководством Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Свободного университета Берлина описывает второй, ранее неуловимый токсин.

Даже в низких концентрациях этот токсин способен разрушать клетки и похож на вещества, используемые в лечении рака. Два года назад та же команда установила, что первый токсин этой цианобактерии является причиной загадочной болезни белоголовых орланов в США.

Aetokthonos hydrillicola представляет сложность для учёных: её трудно культивировать, и один из токсинов она производит только в специфических условиях. Необычно и то, что она производит два токсина с разной химической структурой. Обычно цианобактерии производят только один токсин.

В 2021 году был открыт первый токсин — аэтоктонотоксин. Это открытие, сделанное профессором Сьюзан Уайльд (Университет Джорджии, США) и профессором Тимо Нидермайером (ранее работавшим в MLU, а теперь в Свободном университете Берлина), решило многолетнюю загадку. Этот токсин вызывает вакуолярную миелинопатию (VM) у белоголовых орланов — болезнь, при которой в мозге образуются дыры, и птицы теряют контроль над телом. Тогда это открытие стало обложкой журнала Science.

Маркус Шварк из MLU обнаружил и детально охарактеризовал второй, ранее неизвестный токсин. Его структура оказалась неожиданной: «Она напоминает токсины, найденные в морских цианобактериях. Они уже используются в препаратах для уничтожения раковых клеток», — говорит Шварк. Новый токсин назвали «аэтоктоностатином».

Учёные подозревали о его существовании: более десяти лет назад экстракт цианобактерии показал высокую токсичность для клеток. Изначально эффект приписывали аэтоктонотоксину. Однако дальнейшие исследования показали, что «птичий» токсин наносит клеткам лишь незначительный прямой ущерб. Даже экстракты, полностью лишённые аэтоктонотоксина, в крайне низких концентрациях всё равно уничтожали клетки. Это указывало на наличие другого мощного токсина.

Группа под руководством доктора Яна Мареша из Чешской академии наук определила гены, ответственные за синтез новой токсичной молекулы. Поскольку соединение похоже на вещества, используемые в противоопухолевой терапии, это открытие может помочь в разработке новых лекарств против рака.

Цианобактерия также распространяется в американских озёрах и реках, питающих сети питьевого водоснабжения. Учёные рекомендуют усилить мониторинг этих водоёмов на наличие Aetokthonos hydrillicola и её двух токсинов, чтобы избежать потенциальных рисков для здоровья человека.