Гусеница заимствовала свое оружие у бактерий

Ночная бабочка Megalopyge opercularis, известная как южный фланелевый мотылек, обитает в центральной и юго-восточной частях США, а также в Мексике и других странах Центральной Америки. Сама бабочка не очень хорошо знакома широкой публике, зато знаменита ее гусеница. Эти гусеницы, длиной около трех сантиметров, кормятся листвой дубов и вязов. Они покрыты густым покровом волосков, делающим их похожими, как пишут журналисты, на «маленького персидского кота» (в некоторых местностях США этих гусениц называют puss — «кошка»). Цвет «меха» варьирует от серовато-белого до золотисто-коричневого или темно-угольно-серого. Часто имеется продольная полоса ярко-оранжевого цвета.

«Мех» личинки содержит ядовитые шипы, вызывающие крайне болезненные реакции на коже человека при контакте. Врачи пишут, что поражение шипами гусеницы характеризуется «решетчатой ​​геморрагической папулезной сыпью с сильной иррадиирующей болью». Сами пострадавшие описывают эту боль как похожую на перелом кости или тупую травму или даже на прикосновение раскаленного металла. Болевые ощущения иногда локализуются в пораженной области, но часто бывают очень тяжелыми, распространяются вверх по конечности и вызывают жжение, отек, тошноту, головную боль, расстройство желудка, сыпь, волдыри, а иногда и боль в груди, онемение или затрудненное дыхание.

Теперь ученые из Университета Квинсленда выяснили, почему уколы шипов этих гусениц так мучительно болезненны. Они обнаружили, что яд гусениц содержит особый белок, который может образовывать кольца и проделывать отверстия в клеточных мембранах. В свою очередь, клетки посылают в мозг мощные болевые сигналы. Этот уникальный изменяющий форму белок и делает шипы гусениц таким эффективным оружием, сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Обзавелись этим оружием гусеницы южного фланелевого мотылька при помощи бактерий. Исследователи полагают, что около 400 миллионов лет назад произошел так называемый горизонтальный перенос гена, когда бактерии, которые, вероятно, принадлежали к группе Gammaproteobacteria, передали гусеницам особый ген, способствующий проникновению в клетку. Для этого бактерии должны были заразить гусеницу, а затем внедрить свою ДНК в ядра репродуктивных клеток насекомого. Затем, когда гусеница превратилась в мотылька и спарилась, она передала этот ген своему потомству.

Авторы статьи отмечают, что оружие гусениц можно теперь использовать в мирных целях. Например, белок, способный создавать отверстия в мембране, можно применить для доставки лекарств внутрь клеток. Кроме того, по словам одного из авторов работы, молекулярного биолога Эндрю Уокера (Andrew Walker), на основе этого белка можно сконструировать токсины, нацеленные на раковые клетки или патогены.