【科普】箭毒蛙為什麼沒把自己毒死?

2021-01-20 爬行天下

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早在1974年，John Daly就在幽靈箭毒蛙（Epipedobates屬）中鑑定出了epibatidine（姑且先叫「幽靈箭毒蛙毒素」吧）。這種毒素的英文名epibatidine也是由該屬的名字命名的（注意與箭毒蛙毒素「batrachotoxin」區分）。幽靈箭毒蛙毒素從沒有在厄瓜多境外的其它物種身上發現過。人們這種毒素的最初來源並不是十分清楚，有人推測這種毒素來自於當地的一些節肢動物。


Epipedobates anthonyi








可千萬別小看這種拇指頭大小的蛙類，它們所攜帶的幽靈箭毒蛙毒素可是劇毒物。微量劑量即可造成血壓飆升、痙攣甚至死亡。


既然這種毒素不來自於幽靈箭毒蛙本身，那問題就來了——為什麼這種毒素沒把幽靈箭毒蛙毒死？


德克薩斯州大學的一些科學家最近在《Science》雜誌上發表論文，文章很好地回答了這個問題。


Epipedobates boulengeri








要回答這個問題，首先需要了解配體和受體的概念。我們身體的每一個細胞的表面都有很多受體。所謂的受體，就是定位在細胞上或細胞內的蛋白質。與受體相對的另一類物質叫配體。如果說受體是一把鎖的話，配體就是一根鑰匙。一旦恰當的受體與配體相互結合，就會引發下遊的一些通路，進而引發一些生物學過程。


舉個慄子吧，我們都知道人長高需要垂體分泌生長激素，生長激素就是一種配體，它能與體細胞表面的生長激素受體結合，結合之後促進細胞的生長和分裂，最終導至人體長高。


Epipedobates darwinwallacei






簡單來說，配體就是一把鑰匙，受體就是一把鎖，只有正確鑰匙才能與鎖結合，也只有完全匹配的鑰匙才能在插進這把鎖之後擰開它。


幽靈箭毒蛙毒素就是一種配體，這種配體能夠結合與脊椎動物神經細胞表面的一種特異的受體結合。但箭毒蛙毒素不是一種好受體，它結合上去後會拼命地激活下遊通路。所謂過猶不及，這最終會導致人體血壓飆升、痙攣甚至死亡。


Epipedobates machalilla





但科學家發現，幽靈箭毒蛙的祖先在這個配體蛋白發生了三個胺基酸位點的遺傳突變，這些突變就如同改變了鎖芯的構造，使鑰匙不能再擰開這把鎖。由於攜帶這個突變，幽靈箭毒蛙便不會再收到這種毒素的影響。


知道了這個原理，幽靈箭毒蛙毒素可能能夠排上大用處！因為人們很早之前就知道，幽靈箭毒蛙毒素出來有毒外還有其它的一些作用：比如這種毒素是一種很好的鎮痛劑；在一定程度上還能消除動物對尼古丁成癮的行為。


Epipedobates tricolor






人們現在已知「鎖芯」的突變位點了，接下來只需要推斷出這個突變位點對應「鑰匙」的哪一段，再人為地改造「鑰匙」——一種新型、無毒的鎮統計或抗成癮劑就誕生了！


目前人們對生命科學的研究主要集中在人類和少數幾種模式動物身上，對於爬行動物的了解還十分膚淺。我相信兩棲爬行類動物身上一定隱藏著許多秘密，對人類醫療衛生的發展一定會有相當大的幫助！


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