唧唧堂名校科研介绍2014-08-06 5:14 PM

蜘蛛毒液混合液能使杀虫剂更安全 

偶然的寄送错误使得科学家们获得了有关蜘蛛毒液的惊人发现以及它如何能在不伤近亲分毫下毒杀蟑螂品种。这表明杀虫剂可以设计针对特定害虫而不伤害如蜜蜂等有益物种。 

约翰霍普金斯大学医学院生理学助理教授Frank Bosmans表示,现今使用的杀虫剂大都采取地毯式轰炸方式来滥杀虫族。毒剂目标锁定能力越精确,则它对其他物种造成的危害将越小。他和团队在《Nature Communications》杂志发表了研究结果。 

沙漠灌木蜘蛛 

科学家利用蜘蛛毒素来研究神经细胞如何使用被称为“钠离子通道”的开口来发出电信号。他们在误用由澳大利亚合作者水运寄给Bosmans实验室的DC1A蛋白质时获得了意外发现。这种蛋白质提取自沙漠灌木蜘蛛Diguetia canities的毒液,这种对人类无害的蜘蛛生活在美国西南部和墨西哥的沙漠里。 

当澳大利亚研究员在来自美国蟑螂的蛋白质上测试DC1A效用时,该蛋白质反应非常微弱,因此他们并不打算将这种DC1A送给Bosmans团队进行进一步研究。但它不小心混入了蜘蛛毒液蛋白质中,所以Bosmans研究团队决定对其进行测试。 

因为他的实验室最近已经获得了德国蟑螂钠离子通道的基因组,Bosmans研究团队在其蛋白质上对DC1A进行了测试,结果发现了其通道活性的惊人增长,这和美国蟑螂的蛋白质上发生的反应完全不同。Bosmans表示,钠离子涌入细胞中导致虫子癫痫严重发作就像被电击一样。幸运的是该毒素却不会作用于人体钠通道。

两种氨基酸造成的天差地别 

对两种蟑螂钠通道差异的好奇之心使研究人员首先确定了毒素针对的信道区域,结果发现两个蟑螂品种的信道区域都相同。 

深入探索后他们发现了德国和美国蟑螂信道区域附近的区域具有两个不同氨基酸(蛋白质的基本组成部分)差异。当突变在德国蟑螂种发生时,其氨基酸会变得和美国蟑螂一样,德国蟑螂的钠通道反应也会和美国蟑螂相同。这证实了微小的氨基酸差异解释了为何德国蟑螂品种会败在毒剂之下而美国蟑螂却得以保命的原因。 

该研究团队的下一个步准备对其它昆虫物种进行毒素测试以确定其完全范围。现在研究人员理解了该钠离子通道区域的重要性,研究人员将在此查找突变存在。这种突变除了可帮助制造目标更精确的改进型杀虫剂外,它们还将帮助探寻各种人类疾病的机制以及很可能有助于镇定过度活跃的钠通道。 

Bosmans的研究合著者来自于约翰霍普金斯大学,昆士兰大学以及悉尼科技大学。澳大利亚研究理事会和美国神经系统紊乱和中风疾病国家学院为该项研究工作提供了资金支持。

英文报道: 
SPIDER VENOM MIX-UP COULD MAKE INSECTICIDES SAFER
http://www.jijitang.com/note/5553

论文原文: 
《一个明显的钠离子通道电压传感器轨迹决定了蜘蛛毒素DC1A的昆虫选择性》, 2014年7月11日发表于《Nature Communications》 
http://www.jijitang.com/note/5552

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