1484
Науковці з’ясували, чому деякі популяції земноводних відновлюються після спустошливої грибкової хвороби, що знищила жаб і ропух по всьому світу. Дослідження під керівництвом Університетського коледжу Лондона (UCL), Зоологічного товариства Лондона та Імперського коледжу Лондона показало, що вирішальну роль відіграє час розвитку імунітету земноводного. Роботу опублікували в журналі Nature Chemical Biology.
Хитридіомікозний грибок Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) спричинив катастрофічне скорочення популяцій земноводних по всій планеті. Він викликає хворобу, що ушкоджує шкіру жаб і ропух та порушує їхню здатність регулювати воду, солі й мінерали. Молоді особини значною мірою захищені, бо пуголовки не мають багатої на кератин шкіри, якою живиться Bd. Але щойно вони перетворюються на дорослих і їхня шкіра кератинізується, вони стають вразливими — часто це призводить до масової загибелі.
Щоб зрозуміти, чому одні популяції відновлюються, а інші й далі гинуть, дослідники вивчали ропух-повитух біля чотирьох озер у Піренеях Франції та Іспанії, які всі пережили важкі спалахи Bd. Біля одного озера популяція ропух і далі скорочувалася й майже зникла, а біля трьох інших — відновилася, попри те, що грибок залишався в довкіллі.
Команда зосередилася на антимікробних пептидах — природних хімічних речовинах, що виділяються зі шкіри земноводних і є важливою частиною їхнього імунітету. Виявилося, що ропухи з популяцій, які відновлювалися, розвивали ці захисні пептиди значно раніше — ще на стадії пуголовка. Тож на момент, коли вони дорослішали й ставали вразливими до Bd, їхній імунний захист уже був добре сформований. Ропухи ж зі згасаючої популяції виробляли набагато менше таких пептидів у стадії пуголовка.
«Наше дослідження показує, що навіть види, які сильно постраждали від цієї хвороби, здатні відновитися — у них є засоби подолати інфекцію, усе залежить від часу, — пояснив провідний автор доктор Філіп Джервіс. — Хвороба вбиває жаб і ропух саме тоді, коли вони перетворюються з пуголовків на дорослих. Набуття зрілого імунітету вже на стадії пуголовка допомагає вижити». Наступний крок — зрозуміти, що заважає імунній системі дозрівати рано: це можуть бути генетика чи середовищні чинники на кшталт температури або наявності форелі, небезпечної для пуголовків.
Щоб дослідити хімічний захист ропух, науковці застосували мас-спектрометрію для аналізу суміші пептидів зі шкіри — і виявили набагато більшу колекцію імунних пептидів, ніж очікували: з 1152 ідентифікованих пептидів раніше було задокументовано лише сім. Пуголовки, що виробляли ширше розмаїття пептидів, мали значно більші шанси вижити попри тривалі спалахи Bd, тоді як популяції з меншою кількістю пептидів і далі зазнавали високої смертності.
Відкриття може мати значення й для медицини майбутнього. «Багато ліків для людей спершу знайшли в природі — пеніцилін, наприклад, походить із грибів, — зазначила старша авторка, професорка Алетея Тейбор. — Тож ці пептиди є новими «зачіпками», які можуть допомогти людському здоров’ю, особливо з огляду на нашу власну проблему — зростання стійкості до антимікробних препаратів, що змушує нас шукати нові способи лікування інфекцій». Здатність аналізувати одночасно сотні й тисячі молекул з’явилася лише за останнє десятиліття й дедалі ширше застосовується в біологічних дослідженнях.
