لأول مرة.. فحص السم العصبي لعناكب الأرملة السوداء

يمكن للدغة واحدة من أحد أنواع العناكب المعروفة باسم "الأرملة السوداء"، التسبب في وفاة إنسان.

فهذه العناكب، تملك أحد السموم العصبية القوية، والمعرفة باسم "اللاتروتوكسين"، والتي تستخدمها في اصطياد فريستها بقوة.

ولم يكن التركيب الدقيق هذا السم واضحا في السابق، لكن البروفيسور كريستوس غاتسوجيانيس من معهد الفيزياء الطبية والفيزياء الحيوية بجامعة مونستر الألمانية بحث في المادة - ليس فقط بسبب تفردها ، ولكن أيضًا بهدف التطبيقات الطبية الممكنة.

وباستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة (cryo-EM )، وبالتعاون مع زملاء في معهد ماكس بلانك ومع باحثين في جامعة جاكوبس بريمن، نجح فريق الباحثين في مونستر في شرح هيكل سم اللاتروتوكسين، وتم نشر النتائج الثلاثاء في دورية "نيتشر كومينيكيشن".

وسم" اللاتروتوكسين "هدفه في المقام الأول شل حركة الحشرات، أو ببساطة قتلها مباشرة، وفي هذه العملية، تلتصق السموم بمستقبلات معينة على سطح الخلايا العصبية وتتسبب في إطلاق النواقل العصبية ، على سبيل المثال من خلال قناة الكالسيوم، ونتيجة للتدفق المستمر لأيونات الكالسيوم إلى الخلية، يتم إطلاق أجهزة الإرسال مما يؤدي إلى حدوث نوبات، وهذه الآلية هي ما يميز "اللاتروتوكسين" عن جميع الأنواع الأخرى.

ويقول غاتسوجيانيس: "على الرغم من الدراسات الواسعة التي أجريت على مدى سنوات عديدة، لم نكن نعرف بنية هذه السموم، زلهذا السبب لم نتمكن من فهم الآلية النشطة بدقة، تم تقديم المساعدة في شكل الفحص المجهري الإلكتروني المبرد ، أو cryo-EM للاختصار".

وعن طريق هذه الطريقة ثلاثية الأبعاد، يمكن الآن تصوير الجزيئات الحيوية وصولاً إلى الدقة الذرية، وفي هذه العملية، يتم تجميد معقدات البروتين في الإيثان السائل عند 196 درجة تحت الصفر ، بالميلي ثانية ، في طبقة رقيقة من الجليد غير المتبلور ، وهو شكل من أشكال الماء الصلب، يتم بعد ذلك التقاط مئات وآلاف الصور التي تُظهر مناظر مختلفة للبروتينات، وبهذه الطريقة، يمكن التعرف على بنية السم العصبي.

وباستخدام هذه الطريقة نجح فريق الباحثين في شرح الهيكل الأول للسم اللاتروتوكسين، ويقول غاتسوجيانيس: "الهيكل العام للسم فريد من نوعه ويختلف بكل طريقة ممكنة عن جميع السموم المعروفة الأخرى، وتعتبر الرؤى الجديدة أساسية لفهم الآلية الجزيئية لعائلة هذا السم، وتمهد الطريق للتطبيقات الطبية المحتملة - وكذلك لتطوير ترياق فعال، بالإضافة إلى ذلك، قد تفتح هذه الأفكار حول السموم الخاصة بالحشرات فرصًا جديدة لمبيدات الآفات، ومع ذلك ، بالنسبة للبحث المستقبلي ، من الضروري فهم كيفية إدخال السم بالضبط في الغشاء، أي في سطح الخلية".

و يضيف غاتسوجيانيس: "في الوقت الحالي، ندرس بنية جميع أفراد عائلة اللاتروتوكسين، ولا سيما كيف يتعرفون بالضبط على المستقبلات المحددة على سطح الخلية ، وكيف تعمل هذه المستشعرات".