Новое исследование Ноттингемского университета выявило самую четкую в истории картину химического состава поверхности червей, которая дает революционное представление о том, как эти животные взаимодействуют с окружающей средой и друг с другом. Эти открытия могут проложить путь к стратегиям, позволяющим углубить наше понимание эволюционных адаптаций, уточнить поведенческие исследования и в конечном счете преодолеть паразитарные инфекции.
Ученые из Школы фармакологии Университета Ноттингема использовали передовую систему визуализации масс-спектрометрии для изучения нематод Caenorhabditis elegans и Pristionchus pacificus, чтобы охарактеризовать видоспецифический химический состав их поверхности и его роль в физиологии и поведении. Результаты исследования показывают, что поверхность нематод преимущественно состоит из масел или липидов, образуя сложный химический состав. Результаты исследования опубликованы в журнале JACS.
Нематоды, или черви, встречаются практически во всех средах на Земле, в том числе внутри животных, почвы, растений, семян, воды и даже человека. Инфекции, вызываемые нематодами, в тяжелых случаях могут привести к серьезным заболеваниям.
Это исследование возглавил доктор Вирен Чаухан, доцент кафедры анализа организмов в Школе фармакологи: «Нематоды являются отличной моделью для биологии человека и считаются одними из наиболее полно изученных животных на планете — особенно в плане генетики, неврологии и биологии развития. Мы разделяем с этими червями около 60-70% нашей ДНК, поэтому любые новые открытия, касающиеся их, могут значительно расширить наше понимание биологии человека и внести вклад в решение глобальных проблем, связанных со здоровьем человека».
«Используя ведущие в мире масс-спектрометрические установки, мы изучили химические свойства поверхности нематод на протяжении всего их развития. Это позволило нам детально отследить молекулярные изменения и узнать, как химия поверхности различается в процессе развития, варьируется между видами и, что очень важно, влияет на их взаимодействие друг с другом».
Команда использовала современный прибор 3D-OrbiSIMS в Ноттингемском университете, чтобы обнаружить, что химия поверхности червей меняется с течением времени и состоит преимущественно из липидов, которые составляют около 70-80% молекулярного состава.
Доктор Чаухан продолжает: «Обнаружение того, что у этих червей преимущественно маслянистая, или липидная, поверхность, — важный шаг в понимании их биологии. Липиды помогают поддерживать гидратацию и обеспечивают барьер против бактерий, которые необходимы для их выживания. Очень интересно, что липиды также служат химическими сигналами, влияющими на межвидовое взаимодействие, например, на хищничество. Так, хищное поведение Pristionchus pacificus определяется физическим контактом с поверхностными липидами его жертвы, Caenorhabditis elegans, и изменения в этих липидах могут увеличить восприимчивость жертвы к хищничеству».
Понимание химического состава поверхности червей и того, как он влияет на взаимодействие и выживание, открывает новые области для научных открытий и в конечном итоге может помочь в разработке стратегий борьбы с паразитическими червями и заболеваниями, которые они вызывают.
