Odrzutowe żądła

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Meduzy, ukwiały morskie i koralowce, należące do typu zwanego parzydełkowcami, żądlą za pomocą maleńkich, ciśnieniowych kapsułek, które wystrzeliwują trującą wić z odrzutową prędkością. Naukowcy nie byli dotąd pewni szczegółów mechaniki tego niezwykle szybkiego procesu, który zachodzi z wykorzystaniem specjalnych organelli komórkowych zwanych nematocystami. Obecnie zespół kierowany przez Matta Gibsona i Ahmeta Karabuluta ze Stowers Institute for Medical Research w Kansas City w stanie Missouri, wykorzystał najnowocześniejsze techniki obrazowania do bardzo drobiazgowego prześledzenia procesu odpalania nematocyst. Zdaniem badaczy poznanie procesów biofizycznych leżących u podstaw tego, co nazywają „jedną z najbardziej wyrafinowanych biologicznych mikromaszyn w przyrodzie”, może dostarczyć inspiracji przy projektowaniu maleńkich aplikatorów leków. W odkryciu, o którym donosi czasopismo „Nature Communications”, dopomógł czysty przypadek – Karabulut stwierdził, że środek chemiczny używany podczas przygotowania komórek ukwiału morskiego do obrazowania, wywołał również wystrzelenie nematocyst – i utrwalił je, czyli zachował ich strukturę komórkową na poszczególnych etapach procesu. Używając mikroskopów fluorescencyjnych i elektronowych o superwysokiej rozdzielczości, badacze dokładnie prześledzili sekwencję zdarzeń z udziałem sztywnego trzonu i elastycznej, przypominającej bicz wici, która początkowo zwinięta jest wokół niego wewnątrz nematocysty.

W komórkach nie ma miejsca na mechanizm typu procy do wyrzucania żądła, „zatem wyewoluowały one w inny sposób”, mówi Karabulut. Zarówno trzon, jak i wić są przenicowane na lewą stronę i zgrabnie złożone w maleńką organellę. Podczas wystrzeliwania nematocysty trzon jest wyrzucany pierwszy i obraca się na prawą stronę. Następnie wić odwija się i przechodzi przez trzon, również odwracając się na prawą stronę. To odwrócenie powoduje, że maleńkie, skierowane do środka zadziory na powierzchni wici kierują się na zewnątrz, aby uwolnić toksyny do nieszczęsnej ofiary.

Zaobserwowanie dwufazowego procesu wystrzeliwania to „ogromny wkład w zrozumienie mechaniki nicowania tej organelli na zewnątrz”, mówi Leslie Babonis, biolożka ewolucyjna z Cornell University, która nie brała udziału w tych badaniach.

W przyszłości naukowcy mogliby projektować sztuczne parzydełkowce w celu aplikowania lekarstw precyzyjnie w pożądanych miejscach, mówi Babonis. „Nie sądzę, by było przesadą przypuszczenie, że może to być coś, co znajdzie szerokie zastosowanie w medycynie”.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.