Wykorzystanie pajęczego jadu dostosowanego do ofiar
Jad pająków może stanowić źródło milionów związków bioaktywnych, które dotychczas pozostawały niewykorzystane. Wśród ich możliwych zastosowań można wymienić leczenie chorób i zwalczanie szkodników. „Gdy mowa o pestycydach, istnieje duże zapotrzebowanie na produkty dostosowane do zwalczania konkretnych szkodników, a jednocześnie stosunkowo nieszkodliwe dla ludzi oraz innych organizmów”, wyjaśnia Stano Pekár(odnośnik otworzy się w nowym oknie), koordynator projektu SpecSpiderVenom z Uniwersytetu Masaryka(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Czechach. „Ze względu na to, że pająki żerują na wielu powszechnie występujących szkodnikach, ich jad może zawierać pewne wysoce specyficzne związki”.
Badania pająków atakujących wybrane ofiary
Choć szacuje się, że na świecie żyje ponad 50 000 gatunków pająków, dotychczas naukowcy zbadali jad wyłącznie niewielkiej części z nich. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SpecSpiderVenom, realizowanego dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu badanie jadu pająków polujących na konkretne ofiary. „Takie pająki są stosunkowo rzadkie, jednak występują w różnych rodzinach”, mówi Pekár. „Pająki te polują wyłącznie na określone ofiary i wykorzystują specyficzne adaptacje, dzięki którym są skuteczne. Dane z dotychczasowych badań wskazują, że są one w stanie szybko sparaliżować swoją ofiarę, ale ich jad nie został dotychczas szczegółowo zbadany”. Celem projektu było przeprowadzenie analiz jadu kilku wybranych gatunków pająków polujących na konkretne ofiary, aby ustalić, czy występują w nim unikalne, specyficzne dla ofiar toksyny, a także inne adaptacje. „Realizacja tych założeń wiązała się z koniecznością stawienia czoła dwóm poważnym utrudnieniom”, dodaje stypendysta działania „Maria Skłodowska-Curie” Ondrej Michalek(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Uniwersytetu Masaryka. „Przede wszystkim mowa o bardzo małych gatunkach pająków, a ilość uzyskanego jadu na potrzeby oczyszczenia i dalszych badań, podobnie jak w przypadku jadu węży, jest w związku z tym mocno ograniczona. Po drugie, niewiele wiadomo o toksynach pająków, a wiele nowych związków nie zostało jeszcze zidentyfikowanych i opisanych”.
Analiza i określanie składu jadu
Zespół badawczy wykorzystał techniki proteomiczne(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i transkryptomiczne w celu analizy i określenia składu jadu. Transkryptomika pozwala na identyfikację genów ulegających aktywnej ekspresji w gruczołach jadowych i przewiduje rodzaje wytwarzanych toksyn, z kolei proteomika bezpośrednio bada białka obecne w jadzie, potwierdzając wydzielanie konkretnych toksyn. Do wytwarzania wybranych toksyn badacze wykorzystali inne techniki, w tym syntezę peptydów i ekspresję rekombinowaną. „Udało nam się zbadać proteomy jadu kilku gatunków pająków z rodzin, które nigdy nie były badane pod tym kątem”, wyjaśnia Michalek. „Pozwoliło nam to odkryć unikalne toksyny występujące w jadzie, które wykazywały niewielkie lub zerowe podobieństwo do wcześniej opisanych składników jadu”. Kolejne działania obejmują badanie skuteczności, specyficzności i mechanizmów działania odkrytych w ten sposób toksyn. „Choć przeprowadziliśmy wstępne badania biologiczne, nie dostarczyły one ostatecznych odpowiedzi na pytania dotyczące działania tych jadów”, zauważa Michalek. „Potrzeba dalszych badań i doświadczeń laboratoryjnych, które są już w toku”.
Badanie nowych związków bioaktywnych
Zespół projektu SpecSpiderVenom dokonał istotnych postępów w tej pomijanej dotychczas dziedzinie i zwrócił uwagę na możliwość znalezienia nowych związków bioaktywnych na potrzeby zastosowań przemysłowych. „Pająki już teraz oferują ludziom szeroki zakres usług ekosystemowych. Teraz ich jad może być jedną z nich”, zauważa Pekár. „W szczególności jad pająków wyspecjalizowanych w polowaniu na ofiary może stanowić źródło substancji, które skutecznie zwalczają wybrane szkodniki, na przykład termity lub mrówki. Takie rozwiązanie byłoby niezwykle pomocne w opracowywaniu przyjaznych dla środowiska środków owadobójczych”.