استراتژی مرگبار عنکبوت بیوه سیاه‌؛ سیلابی از کلسیم در سیناپس‌ها

پروفسورهای کریستوس گاتسوگیانیس و آندریاس هویر با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، مدلی سه‌بعدی از یک فرآیند در حال حرکت ایجاد کردند تا بفهمند چه بر سر نوروتوکسین پس از ورود به بدن می‌آید.

به گزارش دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، میکروسکوپ الکترونی کریو با عملکرد بالا (cryo-EM) به آنها این امکان را داد که ساختار سلول‌ها را مطالعه کنند. شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی (MD) حرکات فیزیکی اتم‌ها و مولکول‌ها را تحلیل کردند. با این ابزارها، آنها توانستند ببینند که چگونه این نوروتوکسین در حال حرکت با اثرات قوی و شرورانه در سه‌بعدی عمل می‌کند. ممکن است آنها بدانند α-latrotoxin چه کاری انجام می‌دهد، اما نمی‌دانستند که چگونه درون بدن کار می‌کند. زمانی که α-latrotoxin وارد جریان خون می‌شود، “انتقال سیگنال‌ها در سیستم عصبی را مختل می‌کند.” این سم زمانی که به گیرنده متصل می‌شود، دگرگونی شگفت‌انگیزی را تجربه می‌کند.

این سم بر انتقال سیگنال‌ها در سیستم عصبی تأثیر می‌گذارد. به محض اینکه α-latrotoxin به گیرنده‌های خاص سیناپس‌ها – اتصالات بین سلول‌های عصبی یا بین سلول‌های عصبی و عضلات – متصل می‌شود، یون‌های کلسیم به‌طور غیرقابل کنترلی به غشای پیش‌سیناپسی سلول‌های سیگنال‌دهنده سرازیر می‌شوند. این امر باعث آزاد شدن نوروترنسمیترها شده و انقباضات شدید عضلانی و اسپاسم‌ها را تحریک می‌کند.

اکنون، دانشمندان ساختار این نوروتوکسین را پس از ورود به “رزولوشن نزدیک به اتمی” درک کرده‌اند. آنها به “ورود کلسیم” زوم کردند و چیزی منحصر به فرد کشف کردند. این سم زمانی که به گیرنده متصل می‌شود، دگرگون می‌شود. غشای سمی “یک ساقه تشکیل می‌دهد که مانند یک سرنگ به غشای سلولی نفوذ می‌کند.” شگفت‌انگیز است که این سم حتی “یک سوراخ کوچک در غشاء تشکیل می‌دهد که به عنوان یک کانال کلسیم عمل می‌کند”، که به این ترتیب سیستم را از بین خواهد برد.