تعیین سرزمین قورباغه ها

دانشمندان دانشگاه دولتی مسکو راهی برای تعیین سرزمین قورباغه ها از طریق مخاط آنها پیدا کرده اند

دانشمندان دانشگاه دولتی مسکو به همراه همکارانش ترشحات محافظ پوست قورباغه معمولی Rana temporaria را از جمعیت ساکن در مرکز اسلوونی تجزیه و تحلیل کردند و نتایج آزمایش را با دوزیستان مسکو مقایسه کردند. معلوم شد که ترکیب ترشح حیوانات در مناطق مختلف متفاوت است، به این معنی که می توان سرزمین آنها را از روی آن تعیین کرد. علاوه بر این، نویسندگان روشی را بهبود داده اند که برای قورباغه ها بی خطر است تا مخاط بیشتری دریافت کنند و روش های مؤثری برای کار با آن ایجاد کرده اند. آنها پایه و اساس تحقیقات در مورد فعالیت های بیولوژیکی ترشحات پوست را تشکیل می دهند – خواص ضد میکروبی و بازسازی کننده آن به توسعه داروهای جدید کمک می کند. نتایج این مطالعه، با حمایت مالی از برنامه ریاست جمهوری بنیاد علوم روسیه (RSF)، در مجله Analytical and Bioanalytical Chemistry منتشر شده است.

قورباغه های علفی رندید یکی از رایج ترین جنس های قورباغه ها در اروپا هستند. مخاط از سطح پوست تنها دفاع آنها در برابر همه خطرات است. بنابراین، در فرآیند تکامل، هر جمعیت بسته به تهدیدات احتمالی که در یک زیستگاه خاص وجود دارد، ترکیب منحصر به فردی از ترشحات پوستی ایجاد کرده است. در برخی از گروه‌ها، پپتیدهای مخاطی فعال باعث ایجاد رفلکس تهوع در ماهی‌ها می‌شوند و باعث می‌شوند طعمه خود را تف کنند. مخاط قورباغه های علفی مناطق دیگر چنان دردی را در پرندگان شکاری ایجاد می کند که نمی توانند منقار خود را ببندند و طعمه خود را ببلعند. پپتیدهای سایر جمعیت ها مسئول محافظت در برابر قارچ ها، ویروس ها و باکتری های مضر هستند و قادر به تسریع بازسازی بافت های نرم هستند. بنابراین، برای دانشمندان مهم است که ترکیب و ساختار هر پپتید را مطالعه کنند و دقیقاً نحوه عملکرد آن را درک کنند.

برای تعیین ساختار مواد فعال، نویسندگان از روش تجزیه و تحلیل طیف سنجی جرمی با جداسازی کروماتوگرافی اولیه اجزای مخلوط استفاده کردند: با یونیزاسیون مولکول های یک ماده، نسبت جرم آنها به بار را ثبت کردند و جرم اتمی را در نظر گرفتند. از بین عناصر، ترکیب مولکول ها و قطعات فعال آنها مشخص شد. با مقایسه پپتیدهای جمعیت قورباغه های چمنی در اسلوونی و مسکو، دانشمندان نه تنها در مورد عملکرد پپتیدهای یافت شده پیش بینی کردند، بلکه در یافتن راهی جدید برای تشخیص گونه ها و جمعیت قورباغه ها نیز موفق شدند.

اغلب دشوار است که تعیین کنیم این افراد به کدام گونه تعلق دارند، زیرا آنها بسیار شبیه به یکدیگر هستند. حتی زیست شناسان باتجربه نیز در این مورد مشکل دارند. با این حال، اکنون که مشخص شده است هر گونه قورباغه مجموعه ای از پپتیدهای خاص خود را دارد، تشخیص تعلق یک فرد آسان خواهد بود. علاوه بر این، اکنون فرصتی وجود دارد که بفهمیم به چه نوع جمعیتی تعلق دارد – قبلاً یک راه واحد برای انجام این کار وجود نداشت. بنابراین ما می توانیم در مورد یک کشف واقعی صحبت کنیم، “- گفت: پروفسور گروه شیمی آلی، دانشکده شیمی، دانشگاه دولتی مسکو، آلبرت لبدف.

هدف اصلی محققان یافتن راهی برای مطالعه ساختار پپتیدها است که نیازی به واکنش‌های شیمیایی اضافی ندارد که قبل از تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی جرمی باشد و منجر به از بین رفتن اجزای هدف یا آلودگی نمونه توسط محصولات جانبی شود. از آنجایی که جمع آوری ترشحات پوست قورباغه نیز فرآیندی پر زحمت است، در تعداد نمونه ها نیز مشکلاتی وجود دارد. مقدار معمول ترشح پوستی که توسط یک فرد ترشح می شود کافی نیست.

نویسندگان مقاله از روشی برای تحریک الکتریکی ملایم استفاده کردند که برای قورباغه ها بی ضرر است که در اواخر قرن گذشته در استرالیا توسعه یافت. دانشمندان الکترودهایی را در امتداد پشت دوزیستان اجرا کردند و پس از آن مخاط به طور مؤثرتری آزاد شد. این روش هر دو هفته یکبار انجام می شود تا آزمودنی ها بتوانند “تعادل” راز را بازگردانند.

در نهایت، مشکل اصلی در این واقعیت نهفته است که پپتیدهای فعال ترشح شده توسط بدن قورباغه عملکرد خود را در عرض چند ثانیه انجام می دهند. تنها پس از یک دقیقه، هیچ ماده فعالی در نمونه مخاط تازه گرفته شده باقی نمی ماند. همه اینها به دلیل آنزیم هایی است که کار پپتیدهایی را که عملکرد خود را قبل از آسیب رساندن به بدن مهماندار انجام داده اند متوقف می کنند. اما برای این مشکل هم راه حلی پیدا شد. یکی از موثرترین گزینه ها شستشوی مخاط از پوست با آب در ظرفی حاوی متانول است که آنزیم ها را غیرفعال می کند. محلول آب متانول حاصل فیلتر می شود و از فیلتر برای مطالعه پپتیدهای فعال استفاده می شود. این روش ها در تحقیقات آتی نیز مورد استفاده قرار خواهند گرفت. در حال حاضر برنامه ریزی شده است تا تأثیر پپتیدهای جدید بر قارچ ها، باکتری ها و ویروس ها و همچنین پتانسیل ضد سرطانی آنها مورد مطالعه قرار گیرد. دانشمندان افراد گونه های دیگر را جمع آوری کرده اند و اکنون در حال بررسی امکان راه های جایگزین برای تحریک ترشح مخاط هستند.

مشکل اصلی داروهای مدرن این است که میکروارگانیسم های مضر به سرعت در برابر آنها مقاومت پیدا می کنند. شرکت های داروسازی میلیون ها دلار را صرف تولید آنتی بیوتیک های جدید می کنند و در نتیجه اکثر آنها پس از مدتی بی فایده می شوند. با پپتیدهای فعال ترشحات پوست قورباغه علفی، همه چیز متفاوت است. از آنجایی که آنها بر روی میکروارگانیسم ها کاملاً متفاوت عمل می کنند، باکتری ها نسبت به آنها مقاومت ایجاد نمی کنند، اگرچه ماهیت تأثیر آنها به پایان هنوز کشف نشده است. به همین دلیل است که قورباغه ها بیش از 300-400 میلیون سال است که در این سیاره زندگی می کنند. به همین دلیل است که امیدواریم پپتیدهای آنها بتواند مبنایی برای داروهای نسل بعدی شود.