Struktura toxinu BinAB odhalena: Malý krok pro lidstvo, velký problém pro komáry

Struktura toxinu BinAB odhalena: Malý krok pro lidstvo, velký problém pro komáry
Struktura toxinu BinAB odhalena: Malý krok pro lidstvo, velký problém pro komáry
Anonim

Mohli bychom se zbavit komárů, aniž bychom znečišťovali životní prostředí? Ano, můžeme, říkají výzkumníci. Toxin BinAB, produkovaný v krystalické formě bakterií, specificky zabíjí larvy komárů Culex a Anopheles, ale je neaktivní u komárů tygrovaných (nebo Aedes), přenašečů horečky dengue a chikungunya. Znalost molekulární struktury BinAB je nezbytná, pokud chceme rozšířit spektrum jeho působení. Vzhledem k tomu, že tato struktura byla dlouho nepřístupná, je nyní 28. září 2016 publikována v Nature mezinárodním konsorciem zahrnujícím vědce z Institut de Biologie Structurale (CNRS/CEA/Université Grenoble Alpes) ve Francii a UCLA, UCR a SLAC v USA..

Komáři jsou přenašeči mnoha ničivých nemocí, včetně malárie, kterou šíří komáři rodu Anopheles, a filariózy přenášené komáry rodu Culex. Toxin BinAB, produkovaný ve formě nanokrystalů bakterií Bacillus sphaericus, se specificky zaměřuje na larvy těchto dvou skupin komárů. Složitý proces intoxikace v pěti krocích (viz příloha níže) vysvětluje ekologickou bezpečnost BinAB, který je neškodný pro ostatní hmyz, korýše a lidi. BinAB se proto v mnoha zemích používá k regulaci populace komárů.

Síla BinAB je bohužel zároveň jeho slabinou: toxin je neúčinný na larvy komárů rodu Aedes, kteří šíří viry horečky dengue, Zika a chikungunya. Remodelace BinAB by mohla umožnit rozšíření jeho spektra, ale k dosažení tohoto cíle je nutné porozumět jeho struktuře. Rentgenová krystalografie je vynikající metodou k odhalení struktury proteinu, ale obecně je použitelná pouze pro velké krystaly o rozměrech kolem desetiny milimetru. Přesto nanokrystaly BinAB, které se vyvíjejí in vivo, měří pouze desetitisíciny milimetru a jakmile se rozpustí, toxin nerekrystalizuje.

Mezinárodní konsorcium vědců vedené Jacquesem-Philippe Colletierem, vědcem CNRS z Institut de Biologie Structurale (CNRS/CEA/Université Grenoble Alpes), Brianem Federicim, profesorem na University of California, Riverside (UCR) a David Eisenberg, profesor na University of California, Los Angeles (UCLA), právě publikoval tuto strukturu, vyřešenou prací na přírodních nanokrystalech.

Tváří v tvář překážce malé velikosti těchto krystalů použili nový typ zdroje rentgenového záření, laser s volnými elektrony, který poskytuje ultrakrátké, ale vysoce intenzivní pulsy rentgenového záření. Protože nebylo nic známo o struktuře BinAB, byl vyžadován čistě experimentální přístup pro stanovení struktury (de novo fázování), který byl dříve aplikován pouze na vzorky známých struktur, aby se prokázala jeho proveditelnost.

Struktura BinAB je tedy nejen první, která byla vyřešena z tak malých krystalů (~ 300 nm), ale také první neznámou strukturou, která byla odhalena de novo pomocí laseru s volnými elektrony. To vyvolává naděje na vyřešení struktur z menších a složitějších přírodních shromáždění, jako jsou organely, složky buněk.

Pochopení struktury BinAB okamžitě otevírá cestu k rozšíření jeho spektra účinku s cílem vyvinout toxin „tři v jednom“, který se může zaměřit na larvy tří typů komárů: Aedes (aby bylo možné zejména kontrolovat šíření viru Zika, Culex (vektor pro filariózu) a Anopheles (vektor pro malárii).

Populární téma

Trendy

Popular za měsíc

  • Arsen v domácí studniční vodě by mohl ovlivnit 2 miliony lidí v USA

    Čistou pitnou vodu lze snadno považovat za samozřejmost, pokud váš domov čerpá ze zdrojů upravené vody. Ale více než 44 milionů lidí v USA získává vodu ze soukromých domácích studní, které jsou z velké části neregulované. Z toho nová zpráva odhaduje, že asi 2 miliony lidí by mohly být vystaveny vysokým úrovním přirozeně se vyskytujícího arsenu v jejich vodě.

  • Kolik je zlatých orlů?

    Aby byly snahy o ochranu účinné, musí správci volně žijících živočichů vědět, kolik jedinců určitého druhu tam venku žije. Když jsou druhy rozmístěny na velkých plochách a vyskytují se v nízkých hustotách, jako je tomu u orla skalního, může být obtížné toto zjistit.

  • Genová terapie může vyléčit kulhání u koní, zjistil výzkum

    Injekce DNA do poraněných koňských šlach a vazů může vyléčit kulhání, zjistil nový výzkum zahrnující vědce z Kazaňské federální univerzity, Moskevské státní akademie a Univerzity v Nottinghamu. Technologie genové terapie byla použita u koní, kteří kvůli zranění zkulhali a během dvou až tří týdnů byli koně schopni chodit a klusat.

  • Starověký preenový olej: Výzkumníci objevili 48 milionů let staré lipidy u fosilního ptáka

    Měkké části zpravidla neodolají zubu času; proto se většina fosilií obratlovců skládá pouze z kostí. Za těchto okolností je nový objev z lokality světového dědictví UNESCO „Messel Pit“poblíž Darmstadtu v Německu ještě větším překvapením: 48 milionů let stará kožní žláza ptáka obsahující lipidy stejného stáří.

  • Když na těle rostou zuby

    Dnes jsou některé druhy sumců pokryty kostnatými pláty ježícími se tenkými zuby, jako některé vymřelé linie obratlovců. Tyto zuby, které pravidelně vypadávají a následně dorůstají, slouží k obraně a u samců i k svádění samic. Výzkumníci z univerzity v Ženevě (UNIGE), Švýcarsko, chtěli pochopit, jak se tyto zuby schopné regenerace mohou vyvíjet mimo ústa.

  • Snížení spotřeby sladké vody v elektrárnách pomocí nového křemičitého filtru

    Elektrárny čerpají více sladké vody než kterýkoli jiný spotřebitel ve Spojených státech, což představuje více než 50 procent spotřeby sladké vody v zemi s přibližně 500 miliardami galonů denně. Aby pomohli šetřit tuto vodu, vyvinuli výzkumníci ze Sandia National Laboratories nový křemičitý filtr pro chladicí vody v elektrárnách, který snižuje množství sladkovodních elektráren spotřebovaných tím, že zvyšuje počet, kolikrát lze vodu z chladicích věží znovu použít a recyklovat

  • Smrt tisíci řezy? Ne pro malé populace

    Všichni jsme slyšeli Darwinovu teorii popsanou jako upřednostňování nejschopnějších, ale nový výzkum z Michigan State University ukazuje, že alespoň v malých populacích je v pořádku nebýt nejlepší. V článku publikovaném v Nature Communications Christoph Adami, profesor mikrobiologie a molekulární genetiky, a postgraduální student Thomas LaBar poskytli pohled na to, jak určité druhy přežívají díky vyvinutí větší schopnosti odstraňovat škodlivé mutace – nový koncept nazvaný &

  • Otužilé korály se snaží stavět nové útesy od nuly

    Odolné druhy korálů se mohou přesunout do nehostinných oblastí a položit základy pro nové útesy, jak ukazuje studie. Vědci zjistili, že tito houževnatí, pohybliví koráli si dokážou vytvořit svá vlastní stabilní stanoviště, která fungují jako základna, na kterou se mohou ostatní druhy přichytávat a budovat útesy.

  • Starověké, ztracené hory v Karoo odhalují tajemství masivního vymírání

    Před miliony let se nad tím, co je v současnosti nejjižnějším cípem Afriky, rozprostíralo pohoří, které by převyšovalo Andy v Jižní Americe. Zbytky těchto hor – nazývaných Gondwanides, podle masivního superkontinentu Gondwana, nad kterým se rozprostíraly – kdysi pokrývaly jižní kontinenty Jižní Ameriky, Antarktidy, Jižní Afriky a Austrálie a jejich části nyní tvoří hory poblíž Kapské Město v Jižní Africe.

  • Testy DNA na exkrementech albatrosů odhalují tajnou stravu vrcholového predátora

    Studie, která použila testy DNA k analýze trusu jednoho z nejpočetnějších albatrosů na světě, odhalila překvapivé výsledky o stravě předních predátorů. Analýza DNA 1460 škůdců z hnízdišť v okolí Jižního oceánu ukázala, že potrava albatrosů černočelých obsahuje mnohem vyšší podíl medúz, než se dříve myslelo.

  • Obnova sportovních ryb v Illinois v důsledku zákona o čisté vodě z roku 1972, hlásí vědci

    Populace tolstolobika, modráska, sumce a dalších sportovních ryb jsou podle nové zprávy na nejvyšší úrovni zaznamenané v řece Illinois za více než století. Jejich dramatické zotavení, z populací blízkých nule poblíž Chicaga po většinu 20. století, začalo hned po zavedení zákona o čisté vodě, říkají vědci.

  • Květní lístky vytvářejí „modrou svatozář“, která pomáhá včelám najít květiny

    Poslední výzkum zjistil, že několik běžných druhů květin má na povrchu svých okvětních lístků nanorozměrové vyvýšeniny, které při pohledu z určitých úhlů zasahují do světla. Tyto nanostruktury rozptylují částice světla v modrém až ultrafialovém barevném spektru a vytvářejí jemný efekt, který vědci pokřtili jako „modré halo“.

  • Příroda nebo výchova? Vrozené sociální chování v mozku myši: Neurovědci zobrazují aktivitu hluboko v mozku, zatímco se myši zapojují do bojů a páření

    Dospělí myší samečci mají jednoduchý repertoár vrozeného neboli instinktivního sociálního chování: Když se myší setká se samicí, pokusí se s ní pářit, a když se setká s jiným samcem, myš zaútočí. Zvířata se k tomuto chování nemusí učit. To vedlo k rozšířenému předpokladu mezi neurovědci, že mozkové okruhy zprostředkovávající toto chování jsou „pevně zapojené“, což znamená, že jde o geneticky zakódované dráhy s malou flexibilitou.

  • Porozumění souběžně se vyvíjející síti života jako sítě: Nová studie zkoumající, jak se vzájemně vyvíjejí druhy, naznačuje, že rychlé změny životního prostředí mohou destabilizovat sítě interagujících druhů

    Koevoluce, ke které dochází, když druhy interagují a vzájemně se přizpůsobují, je často studována v kontextu párových interakcí mezi vzájemně prospěšnými symbiotickými partnery. Ale mnoho druhů má vzájemné interakce s více partnery, což vede ke komplexním sítím interagujících druhů.

  • Obezita: Uměle vytvořené proteiny snižují tělesnou hmotnost u myší, potkanů a primátů

    Výzkumníci vytvořili upravené proteiny, které snižují tělesnou hmotnost, hladinu inzulínu v krevním řečišti a hladinu cholesterolu u obézních myší, potkanů a primátů. Jejich výsledky by mohly připravit cestu pro naléhavě potřebné alternativy k bariatrické chirurgii pro léčbu obezity u lidí – jejíž výskyt se od roku 1975 celosvětově téměř ztrojnásobil.

  • Nové světlo vrhá na těžbu raně tyrkysové na jihozápadě

    Tyrkysová je ikonou jihozápadní pouště s trvalým kulturním významem, zejména pro indiánské komunity. Přesto je poměrně málo známo o rané historii nákupu a výměny tyrkysové barvy v regionu. Výzkumníci z University of Arizona to začínají měnit spojením archeologie a geochemie, aby získali úplnější obrázek o těžbě a distribuci minerálu v regionu před příchodem Španělů v 16.

  • Celosvětová změna v ekosystémech mělkých útesů předpovídaná jako teplé vody

    Nová studie založená na prvním globálním průzkumu mořského života prováděného potápěči poskytla nové poznatky o tom, jak změna klimatu ovlivňuje distribuci mořského života. Výzkum publikovaný v časopise Science Advances předpovídá, že teplé ryby v oceánech – které se v teplé vodě zdají být lepšími predátory – rozšíří své areály dál od rovníku a způsobí pokles rozmanitosti bezobratlých, jako je např.

  • Vzácné druhy stromů chrání biologickou rozmanitost v měnícím se klimatu

    Nový výzkum naznačuje, že vzácné druhy stromů v deštných pralesích mohou pomoci chránit úroveň biologické rozmanitosti, protože životní prostředí prochází změnami. Studie využívá nové metody počítačového modelování, aby poskytla přesnější odhady počtu druhů stromů ve velkých oblastech, které vědci testovali na datech ze skutečných lesů a zjistili, že jsou lepší než stávající metody.

  • Nebezpečí pro kvalitu ovzduší lesními požáry

    Výroční zpráva SVS o lesních požárech potvrzuje trend k delším a intenzivnějším obdobím požárů v Evropě a sousedních regionech, přičemž k lesním požárům nyní dochází po celý rok. Zpráva se shoduje s mezinárodní studií, která zjistila, že globální trendy v oblasti lesních požárů by mohly mít významné zdravotní důsledky kvůli rostoucím škodlivým emisím.

  • Potok ledu v chladném klimatu ustupuje

    Proč se ledový proud Jakobshavn Isbræ v západním Grónsku v chladném období zvaném Mladší Dryas stáhl? Výzkumný článek publikovaný v Nature Communications ukazuje, že teplejší povrch oceánu ve středovýchodním Baffinově zálivu spustil během tohoto chladného období ústup ledu.

Nejlepší hodnocení za rok