Жабам-древолазам довелося серйозно втрутитися у власний геном, щоб не вмирати від власної отрути - і щоб механізм захисту від отрути не заважав роботі мозку.
Деякі жаби-древолази дуже отруйні: їх небезпечно не те що є, а навіть брати в руки: через мікротравми шкіри і слизові крихітна кількість їхньої отрути може проникнути в організм і за 20 хвилин зупинити серце. Це одні з найнебезпечніших істот на планеті. Протиотрути від їхньої отрути поки немає. на Землі є тільки кілька видів тварин, яким не страшно торкатися до древолазів: це деякі павуки і змії, які навчилися полювати на отруйних жаб без ризику для життя, і самі древолази. Вони знаходяться в контакті з токсином кожну хвилину (він виділяється крихітними залозами, захованими в шкірі) і абсолютно не скаржаться на серце.
Під час еволюції жабам довелося навчитися справлятися з власною отрутою, але за це довелося поплатитися. Мільйонна грама епібатидину - сильнодіючого токсину, яким просякнута шкіра деяких тропічних жаб, - вбиває мишу за долі секунди. Попередні дослідження показали, що стійкість до епібатидину досягається за рахунок заміни всього однієї амінокислоти в білці, з яким зв'язується епібатидин. Але у такої заміни є побічний ефект. Епібатидин зв'язується з білками, які зазвичай беруть участь у сигнальному ланцюжку ацетилхоліну - нейромедіатора парасимпатичної нервової системи, причому місце зв'язування у них одне і те ж. Заміна амінокислот запобігає зв'язуванню цих білків з ацетилхоліном і може в теорії викликати серйозні порушення в роботі мозку.
Щоб дізнатися, як імунітет до отрути епібатидину позначається на регуляції обміну ацетилхоліну, вчені додали людські гени, що кодують той же білок, в ДНК ембріона отруйної жаби - триколірного древолаза (Epipedobates anthonyi), і навпаки: жаб'ячі гени, що кодують білок, який зв'язується з ацетилхоліном, вбудували в людську клітку. Виявилося, що заміна однієї амінокислоти унеможливлює зв'язування з білком і молекули смертельної отрути, і молекули ацетилхоліну. Але отруйні жаби роблять ще одну заміну, створюючи в іншій частині білкової молекули місце, з яким успішно зв'язується ацетилхолін, а молекула епібатидину - не зв'язується. У трьох різних видів древолазів друга заміна в різних місцях, але всі вони справляються зі своїм завданням - компенсувати витрати, на які жабам довелося піти заради того, щоб не гинути від власної отрути.
Дослідження опубліковано в журналі Science.
