多级遗传海葵刺痛细胞的形成过程可以激发新的给药方式进入人体。这是一个领域的工作的一部分看起来如何毒液和生产的动物可以用来为人类创造拯救生命的治疗。

8月博士Sunagar,中心的生态科学在班加罗尔的印度科学研究院的,印度,正在调查venom-delivery系统的起源。他说,尽管科学开始掌握哪些基因编码的产生致命的毒素,对有毒的生物是如何进化的阿森纳需要排出毒液进入他们的猎物。

大多数物种依赖獠牙,喙或刺客,但今天地球上一些最古老的物种仍然提供载荷通过一个长期的选择。

6亿多年前,古老的物种像水母、珊瑚和海葵,称为刺丝胞动物,进化的生物机械方法中毒猎物。他们的细胞锁失效保护分子胶囊内毒液,加速成目标的力量40 000 g(地球的重力加速度),使其成为最快的生物力学过程本质上可以观察到的。

“动物是唯一使用刺的动物细胞注入毒液,“Sunagar博士说。他是基因工程海葵产生荧光的细胞。颜色标记可以屏幕任何蛋白质参与毒液交货,提供前所未有的洞察力如何海葵制造他们的刺细胞,以及它们如何作用。

两年来,Sunagar博士研究了遗传venom-injecting细胞的发展海葵作为欧盟在以色列耶路撒冷希伯来大学的研究员。他发现干细胞在这些生物遵循方向从特定的基因集专门的细胞。

“当细胞年轻,他们表达特定基因集的重要开发毒胶囊和合成毒素,“Sunagar博士说。“然而,一旦刺细胞完��形成胶囊,毒素和结构蛋白的合成减少。”知识可以让人们有可能最终操纵刺细胞清洁和高效的微型药物运载系统。

应用程序

但这不仅仅是可以医疗应用程序的交付系统。科学家还在研究是否毒液本身的属性可以用来治疗疾病包括胃肠道疾病,癌症和慢性疼痛。

“毒液是自然界最复杂的鸡尾酒,“Sunagar博士说。“你看不到这种级别的其他生理上的错综复杂的蛋白质。”海葵毒素,蜗牛和其他有毒的生物已经进化了数百万年的猎物麻痹、抵御捕食者。因为进化微调生物过程如此之久,毒液往往是非常有效的和高度选择性。他们用非凡的效率到特定的绑定细胞受体.

这在医学venom-derived挑三拣四导致更少的副作用。它还可以开辟新的途径达到难以捉摸的受体,可以帮助解决目前无法治愈的疾病。

马库斯博士Muttenthaler在奥地利维也纳大学正在调查如何毒液中发现的化合物可以帮助细胞修复受损的肠道外衬。他说,一个在10西方人患有慢性胃肠疾病,如肠易激综合症和炎症性肠病。

在欧盟欧洲研究委员会的支持下,他已经开始探索如何靶细胞受体参与治疗肠道伤口。如果药物可以根据触发这些受体,他们可以支持保护或重建肠道组织当身体未能这样做本身。

目前,没有药物的任务。但有毒的生物像海蜗牛、蜘蛛、蝎子可能是一个开始的好地方。Muttenthaler博士说,一个物种可以出现多达000独特的生物活性化合物分泌的毒液。

作为他的研究的一部分,Muttenthaler博士到异国旅游生态系统在澳大利亚大堡礁和亚马逊丛林收集有毒的物种。回到实验室,他的团队提取毒液和测试它活细胞与面板上的受体与医疗条件如疼痛、癌症或炎症。

“如果我们发现化合物加快胃肠愈合过程,那么我们有一个新的治疗铅、“Muttenthaler博士说。这些化合物然后优化,这样他们在人体保持稳定,管理达到他们的靶器官。原则上,其他可以帮助组织愈合更快,拓宽应用程序的许多其他的伤口。”

组学

毒液的研究在过去的十年里感谢的方法称为组学,研究如何结合生物分子某种类型的函数作为一个集体系统。

“在过去的10年中,使技术完全革新研究的毒液,”玛丽亚·维特多利亚博士说在法国蒙彼利埃大学的口风琴。这些技术处理大量的数据,使研究人员绘制出所有的分子在细胞并帮助解读每个生物复合产生的作用。一些化合物可以用于在医疗中的应用。

口风琴博士已经启动了欧盟贵宾项目产生的毒液来分析两个海洋无脊椎生物和了解他们的潜在的应用。

到目前为止,她已经收集了喂养腺体组织样本的毫米宽的蜗牛在地中海。她还检索toxin-secreting细胞的珊瑚蜗牛捕食。

以前的工具不可能分析这样一分钟滴毒液。但转录组和蛋白质组学——使用大数据工具记录完整的指令集由基因组——已经帮她序列中的许多分子在工作毒液腺.

她的研究项目在2019年结束的时候,口风琴博士希望确定了分子参与了蜗牛和珊瑚的食物链关系,揭示潜在有用的生物活性化合物仍然未知。

口风琴博士说,毒液是这样一个有前途的活性成分来源不仅仅是因为自然已经优化自原始时代。“他们是化学的结果捕食者和猎物之间的军备竞赛,”她说。”一个物种的发展日益强大的毒素和其他更强的防御。”