黄蜂毒液导致缓慢烧伤
蟑螂脑

2018年2月1日出版

翡翠黄蜂拖动一只被黄蜂毒液固定住的蟑螂。 一只翡翠黄蜂把一只被黄蜂毒液固定住的蟑螂拖进了一个洞穴。一只寄生的黄蜂幼虫将在三天后孵化并开始以蟑螂为食。德文·达德巴瓦拉/弗利克 对于一只美国蟑螂,没有什么比宝石黄蜂更恐怖的了。

虽然它的大部分寄生表亲都愿意用胸口的快速刺痛来麻痹猎物,把一个蛋放进或放在固定住的动物身上,然后把它作为活的幼虫食物抛弃。宝石黄蜂擅长残忍。一旦它暂时固定住了一只蟑螂,并对其胸部产生了最初的刺痛,黄蜂花了两分钟的时间将另外两个刺引向蟑螂的头神经节。在那里,它会引发神经化学级联反应,导致运动机能减退,凌驾于蟑螂逃跑的本能之上,不可抗拒地驱赶着四处闲逛和梳洗。然后黄蜂抓住分散注意力的蟑螂的触角,把它引向一个洞穴,在那里它会不断地长出绒毛,直到黄蜂幼虫孵化。作为小寄生虫的主要食物来源,这只蟑螂将尽可能地活下去,首先消耗最基本的器官。

虽然引起初始麻痹的化合物主要是普遍存在的神经抑制剂GABA,第二个化合物的组成,或化合物,不太明白。为了找出是什么让黄蜂的毒液在几天内凌驾于蟑螂的生存本能之上,研究人员在米迦勒亚当斯加州大学的实验室,河边,对神秘的毒液进行RNA测序和蛋白质组学分析。他们发表毒液成分的细节,其中包括数百种已鉴定的神经递质,激素和肽前体,在期刊上分子和细胞蛋白质组学.

亚当斯说:“人们想知道是否有一种神奇的子弹会导致这种运动机能减退,或者它是毒液中许多不同成分共同作用的结果。”

其中两种成分是神经递质速激肽和珊瑚素,这与行为和运动有关。当毒液存在于黄蜂毒液装置的酸性环境中时,然而,它们只以它们的前体形式存在。

据Ryan Arvidson说,亚当斯实验室的博士后研究员,这些肽和其他肽燃烧缓慢的一个原因可能是它们随着环境酸碱度的升高逐渐转化为成熟形式,在蟑螂体内变得更加中性。

“我们对这些酶的这种依赖于酸碱度的激活有一定的支持,这些酶可以像时间释放胶囊一样发挥作用,随着时间的推移慢慢产生生物活性肽,”Arvidson说。

研究人员发现另一种时间释放的毒液成分是toll受体spaetzle的配体。参与NF-kappab同系物的激活,一种与大脑突触传递有关的蛋白质复合物。

“这很有趣,因为不仅仅是在那里发的垃圾邮件,但是一种丝氨酸蛋白酶激活了西班牙的毒液,一种激活丝氨酸蛋白酶的丝氨酸蛋白酶存在于毒液中。“它看起来像是将一系列的垃圾邮件激活注入大脑。”

在黄蜂毒液中,所有这些已经确定的神经递质的功能还不完全清楚。在未来的实验中,亚当斯和阿维森希望探索速激肽的作用机制。Corazonin和Spaetzle与毒液中的数百种其他蛋白质相互作用,可逆地抑制蟑螂的飞行本能,同时保持其完整的行走能力,在风洞里游泳和飞行。

“既然我们已经为毒液蛋白质组做了基础,我们可以开始问更多基于假设的问题,”Arvidson说。“据我所知,珊瑚素和另一种称为羽化激素的激素与成虫的中枢神经系统活动无关,特别是关于运动。

“黄蜂毒液已经向我们指出了可以回答一般神经科学问题的方向,在以前不被理解或低估的信号系统中。”

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约翰恩斯特 约翰恩斯特是ASbetway88体育电脑BMB今天的科学作家。跟着他 推特.