У этих червей металлическая челюсть, которой они кусают людей. Стало известно, как она формируется

Ученые выяснили, как один маленький белок жонглирует несколькими функциями в формировании клыкоподобных медных зубов глицер.

Если вы встретите червя из рода Glycera, вас может ждать неприятный сюрприз. Вытягиваясь до 35 сантиметров в длину, их узкое тело и телесно-розовая окраска могут показаться не такими уж угрожающими, но их металлические «зубы» могут доставить проблемы.

Чаще всего жертвами укуса глицер становятся рыболовы и рыбаки, и сообщения тех, кто с ними сталкивался, не очень-то радуют. Это, пожалуй, неудивительно, учитывая, что глицеры могут прокусывать экзоскелет своей жертвы и впрыскивать яд, парализующий ее. Считается даже, что их медные «зубы» могут ускорять время действия яда, выступая в качестве катализатора химической реакции.

Сообщения об укусах людей встречаются в литературе относительно редко, но в 2022 году в журнале Toxins было опубликовано исследование укуса морского эколога, который был укушен во время полевых исследований.

«Описывая укус, она сравнила его с укусом пчелы, сопровождаемым болью, зудом и местной анестезией, которые длились примерно один день. Затем раны от укусов затянулись, а на их месте появились покрасневшие пятна», — говорится в статье.

На 8-й день пациентка обратилась за медицинской консультацией к врачу-экспедитору учреждения, так как пораженный палец был отечным и имел удивительный цвет, а к утру следующего дня был «очень опухшим, теплым, но не болезненным».

Была ли реакция на укус вызвана ядом, вторичной бактериальной инфекцией или сочетанием этих двух факторов, точно не известно, но авторы говорят, что для лучшего понимания того, как укусы этих червей могут повлиять на человека, необходимо получать больше сообщений об укусах.

Глицеры обитают в мелкой морской среде, их челюсти состоят на 10 процентов из кристаллов меди, и они настолько выносливы, что одного комплекта может хватить на всю жизнь, что для глицер составляет до пяти лет. К ротовому аппарату прикреплены четыре черные челюсти, которые выпускают яд. Челюсти червя длиной около 2 мм состоят из белка, меланина, а также минеральной и ионной меди.

Челюсти — это прочные несущие нагрузку «инструменты», во многом похожие на наши зубы, но в отличие от зубов, они не создаются в пределах живой ткани», — объяснил Герберт Уэйт, исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и один из авторов исследования. «Скорее, они образуются на границе между живой тканью и морской водой».

Как у червей образуются медные «зубы»?

Металл редко встречается в животном мире, в основном потому, что его нелегко достать в больших количествах. К счастью для глицер, их образ жизни, связанный с отложениями, означает, что они способны поглощать много меди из окружающей среды, но все еще оставалось не ясно то, как они затем обрабатывают эти отложения в челюстях.

В исследовании 2022 года удалось разгадать это, обнаружив многозадачный белок, который способствует образованию металлических зубов у червей, выполняя впечатляющий набор из шести важнейших функций. Это еще более впечатляет, если учесть его простой состав, состоящий в основном из глицина и небольшого количества гистидина.

В лабораторных экспериментах белок связывает медь, и полученный комплекс отталкивается от воды так же, как масло и вода отталкиваются друг от друга. Затем соединение белка с медью запускает процесс преобразования предшественника меланина — аминокислоты L-Диоксифенилаланина или ДОФА. В конечном итоге весь комплекс из белка, меди и меланина собирается в пленки и волокна жесткой природы. Таким образом, челюстной белок выступает в роли организатора и производителя одновременно.

«Двойная каталитическая и несущая роль белка не распространена в биологии, а простота последовательности белка может привести к разработке новых биоинспирированных материалов», — отмечают исследователи.