Біологи уточнили білки, які стоять за успішним захисним механізмом морських огірків від хижаків через викидання з ануса органів Кюв'є, схожих на клейкі нитки. Генетичний аналіз виявив в органах К'юве низку білків, які надають їм здатність швидко розширюватися та прикріплюватися до нападника. При цьому частина білків виявилися раніше невідомою науці та має унікальну структуру, зазначається у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Holothuria leucospilota відбилася від краба липкими органами з ануса. T. Chen et al. / PNAS, 2023
Як захищаються морські огірки нитками з ануса?
Морські огірки роду Holothuria є м'якотілими і повільними тваринами, але мають на диво ефективний захист проти хижаків — органи Кюв'є. Це порожнисті, схожі на нитки довгі трубки, які розгалужуються від водяних легень тварини. У нормі вони перебувають всередині тіла біля травного тракту, але якщо тварину потривожить хижак, морські огірки можуть миттю вивертати через анус органи Кюв'є у бік нападника. Нитки після цього швидко збільшуються, набрякають та стають клейкими, знерухомлюючи противника. Морський огірок відтак відкидає використані нитки та за кілька тижнів відрощує нові.
Хоча описаний захисний механізм відомий давно, але що забезпечує органам Кюв'є адгезивні властивості і що спонукає огірків випотрошитися — достеменно невідомо. Вчені Китайської академії наук з колегами вирішили дослідити це, проаналізувавши геном та експресію генів у різних тканинах поширеного у Тихому й Індійському океанах морського огірка Holothuria leucospilota.
Що розповіли гени про трубочки морських огірків?
Дослідження показало, що в органах Кюв'є морських огірків експресуються сім генів, які не робочі в інших тканинах. Це білки, із яких чотири раніше не зустрічали в жодного іншого виду тварин. Вони дещо подібні з фібрилярними білками у шовку павуків та шовкопрядів, але мають унікальну для цього типу білків структуру. Саме ці сполуки виявилися відповідальними за міцність та липкість органів Кюв'є після їх викидання.
Виявлені білки розташовані у трубках нерівномірно: ближче до центру тканини виявилися багатими колагеноподібними волокнами, які здатні швидко й незворотно видозмінюватися, тоді як мембрана трубок багата на схожі на амілоїдні білки. Останні, до яких входить і відомий патологічний білок при хворобі Альцгеймера бета-амілоїд, здатні до агрегації й багатьом тваринам, як-от вусоногим ракам, допомагають міцно прикріплюватися до субстрату. Тож морським огіркам вони можуть стати в пригоді для міцного прикріплення трубок до нападника.
Щодо стимулів, які змушують морських огірків викинути частину свого тіла назовні через анус, то з'ясувалося, що підходять не будь-які подразнення. Поколювань голкою виявилося недостатньо, тоді як стиснення внутрішніх органів у середній і задній частині тіла найчастіше призводило до викидання органів Кюв'є.