Алкалоидные соединения, такие как кофеин, делают кофе, чай и шоколад вкусными, но в больших количествах могут наносить вред. Печень человека может безопасно метаболизировать небольшие количества этих веществ. Крошечные ядовитые лягушки-древолазы потребляют гораздо больше токсичных алкалоидов, но вместо того, чтобы расщеплять яды, они накапливают их в коже в качестве защитного механизма от хищников.

"Долгое время оставалось загадкой, как ядовитые лягушки-древолазы переносят распространение высокотоксичных алкалоидов по всему телу, не получая отравления, — говорит ведущий автор исследования Аврора Альварес-Буйя, аспирант кафедры биологии Стэнфордского университета в Калифорнии. — Мы стремились ответить на этот вопрос, ища белки, которые могли бы связывать и безопасно транспортировать алкалоиды в крови ядовитых лягушек".

Альварес-Буйя и ее коллеги использовали соединение, похожее на алкалоид ядовитой лягушки, в качестве своего рода "молекулярного рыболовного крючка" для привлечения и связывания белков в образцах крови, взятых у ядовитой лягушки Diablito. Алкалоидоподобное вещество при помощи биоинженерии сделали светящимся, что позволило команде увидеть белки, прикрепленные к приманке. 

Затем исследователи разделили белки, чтобы увидеть, как каждый из них взаимодействует с алкалоидами в растворе. Они обнаружили, что алкалоидсвязывающий глобулин (ABG) действует как "токсиновая губка", собирающая алкалоиды.

"То, как ABG связывает алкалоиды, похоже на то, как белки, транспортирующие гормоны в крови человека, захватывают свои мишени, — объясняет Альварес-Буйя. — Это открытие может свидетельствовать о том, что протеины, управляющие гормонами лягушки, развили способность управлять и токсинами".

Авторы говорят, что сходство с человеческими белками, транспортирующими гормоны, может стать отправной точкой для того, чтобы попробовать изменить их при помощи биоинженерии так, чтобы и они впитывали яды. "Если такие усилия окажутся успешными, это может предложить новый способ лечения определенных видов отравлений", — говорит старший автор Лорен О'Коннелл, доцент кафедры биологии и сотрудник Института нейронаук при Стэнфордском университете.

"Помимо потенциальной медицинской значимости, мы достигли молекулярного понимания фундаментальной части биологии ядовитых лягушек, что будет важно для будущих исследований биоразнообразия и эволюции химической защиты в природе", — заключает О'Коннелл.

Исследование было опубликовано в eLife.