21.01.2010

Приручение ядов

Использовать яды в фармакологии научились много веков назад. Однако на протяжении всей истории их применения человек вынужден был подстраиваться к специфике того или иного смертельного вещества, строго соблюдать дозировку и всегда помнить о побочных эффектах. Любая неосторожность и лечебные свойства яда превращаются в страшное оружие. Между тем представители Университета Тель-Авива, применив методику генной инженерии, смогли настолько изменить биохимический состав яда скорпиона, что одно из самых опасных для человека веществ превратилось в экологически чистый, безвредный для здоровья пестицид.

Профессор Михаил Гуревич и его коллеги последовательно изолировали в секрете скорпиона ряд самых сильнодействующих нейротоксинов, которые в природе оказывают парализующее дей­ствие на животных и человека. При этом в составе яда были оставлены токсины, убивающие только насекомых. Кроме того, используя возможности генной инженерии, ученый научился варьировать силу и интенсивность воздействия компонентов яда. Таким образом, скорпионий яд превратился в специфический коктейль из токсинов, убивающих насекомых и совершенно безвредных для крупных млекопитающих.

Увидев результат генетической модификации яда, ученый предложил использовать полученную эссенцию для производства универсального пестицида, который не загрязнял бы почву. «Еще двадцать лет назад я понял, что скорпионий яд — это золотое дно для создания всевозможных инсектицидов и терапевтических агентов, которые можно использовать как на фермерских полях против насекомых, так и в клиниках против инфекций», — говорит исследователь.

Чтобы прийти к подобному выводу, Гуревичу потребовалось провести вычислительный анализ на уровне последовательности генов, чтобы лучше понять, как манипулировать токсинами яда, заставляя их работать на человека. Скорпионий яд сначала разбивался на составляющие, а затем с помощью генетических методов ученые перемещали компоненты яда, каждый раз составляя из измененных частей различные мозаики, которые позже проверялись на животных и насекомых. За основу был взят яд желтого скорпиона, наиболее опасного для млекопитающих, и после нескольких сотен попыток удалось создать то самое идеальное средство для уничтожения насекомых. А благодаря возможности контролировать характеристики яда можно разрабатывать прицельные яды, воздействующие на определенный вид вредителей.

«Мы начали работать в этом направлении из-за провала попытки модифицировать растения таким образом, чтобы они сами вырабатывали опасные для насекомых яды, — рассказывает Гуревич. — Выделяемые растениями вещества оказались слишком слабы. Они распадались еще в пищеварительной системе насекомых, не успевая попасть в кровь и парализовать нервную систему. Скорпионий же яд сам по себе является сильнейшим токсином, который легко убивает сельскохозяйственных вредителей. Используя мощное оружие скорпиона, развивавшееся на протяжении миллионов лет эволюции, мы смогли произвести идеальное средство для прицельной борьбы с вредителями».

Нейротоксины, оставленные в модифицированном яде скорпиона, весьма активны в отношении моли, саранчи, мух и жуков, а вот на полезных насекомых — пчелу или шелкопряда — яд влиять не будет. Избирательность — это огромное преимущество вещества перед традиционными пестицидами. Таким образом, любой фермер, держащий у себя на участке пасеку, сможет без опаски травить плодожорок, оккупировавших соседние яблони.

Теперь израильские ученые работают над максимально эффективной формой нового пестицида, благодаря которой яд сможет быстро проникать в кровеносную си­стему насекомых. По выражению профессора, оболочка яда должна стать чем-то вроде «троянского коня», который легко и беспрепятственно попадет в организм вредителя и убьет его изнутри.

Подобная разработка является одним из первых примеров генетической модификации естественных ядов. Благодаря новой технологии змеиный яд, яд пауков, медуз и пчел можно будет подкорректировать на пользу человека. Эти возможности открывают самые радужные перспективы в фармакологии. Применение преобразованных ядов охватит множество сфер — от создания универсальных обезболивающих средств и антидепрессантов до разработки препаратов, убивающих клетки злокачественных опухолей.

Екатерина Люльчак

Источники:

1. РБК daily