Нематоди мають жирну поверхню, яка впливає на виживання та взаємодію, пропонуючи зрозуміти еволюцію та контроль над паразитами. Нове дослідження дало найдетальніший на сьогодні погляд на поверхневу хімію певних видів черв’яків, пропонуючи новаторські уявлення про те, як ці організми взаємодіють з навколишнім середовищем та один з одним. Ці висновки можуть значно покращити наше розуміння еволюційних адаптацій, удосконалити дослідження поведінки та зробити внесок у нові стратегії боротьби з паразитарними інфекціями.
Дослідники з Університетської школи фармації використовували сучасну мас-спектрометричну візуалізацію для аналізу нематод Caenorhabditis elegans і Pristionchus pacificus. Їхня мета полягала в тому, щоб охарактеризувати видоспецифічний хімічний склад поверхні хробаків і його роль у фізіології та поведінці. Дослідження показало, що поверхні нематод в основному складаються з жирних речовин на основі ліпідів, створюючи складний хімічний ландшафт. Висновки були опубліковані в JACS.
Нематоди, або хробаки, зустрічаються майже в будь-якому середовищі на Землі, включаючи тварин, ґрунт, рослини, насіння, воду та навіть людей. Інфекції, викликані нематодами, у важких випадках можуть призвести до серйозних захворювань.
Це дослідження проводилося під керівництвом доктора Вірен Чаухана, доцента аналітики всього організму в Школі фармації, він пояснив: «Нематоди є чудовою моделлю для біології людини і вважаються одними з найбільш вивчених тварин на планеті, особливо з точки зору генетики, неврології та біології розвитку. У нас близько 60-70% нашої ДНК з цими хробаками, тому будь-які нові відкриття про них можуть значно покращити наше розуміння біології людини та сприяти вирішенню глобальних проблем здоров’я людини.
Використовуючи провідні світові засоби мас-спектрометрії, ми досліджували поверхневі хімічні властивості нематод протягом усього їх розвитку. Це дозволило нам відстежувати молекулярні зміни в деталях і спостерігати, як хімія поверхні відрізняється під час розвитку, коливається між видами і, що важливо, впливає на їх взаємодію один з одним».
Передові технології відкривають нові ідеї
Команда використовувала найсучасніший інструмент 3D-OrbiSIMS в Університеті Ноттінгема, щоб виявити, що хімічний склад поверхні обох видів черв’яків змінюється з часом, і вони складаються переважно з ліпідів, на які припадає приблизно 70-80% молекулярного складу.
Ноттінгемський університет був одним із перших у світі, який отримав інструмент 3D-OrbiSIMS. Цей прилад забезпечує безпрецедентний рівень мас-спектрального молекулярного аналізу в діапазоні матеріалів, включаючи тверду та м’яку речовину, а також біологічні клітини та тканини. Коли поверхнева чутливість, висока роздільна здатність по масі та просторова роздільна здатність поєднуються з променем розпилення, що профілює глибину, прилад стає надзвичайно потужним інструментом для хімічного аналізу, як продемонстровано в цій недавній роботі.
Доктор Чаухан продовжує: «Виявлення того, що ці хробаки мають переважно жирну або ліпідну поверхню, є значним кроком у розумінні їхньої біології. Ці ліпідні поверхні допомагають підтримувати гідратацію та створюють бар’єр проти бактерій, які необхідні для їхнього виживання. Також дуже цікаво те, що ці ліпіди також, здається, служать хімічними сигналами, які впливають на міжвидові взаємодії, такі як хижацтво. Наприклад, хижацька поведінка Pristionchus pacificus визначається фізичним контактом з поверхневими ліпідами його жертви, Caenorhabditis elegans, і зміни в цих ліпідах можуть збільшити сприйнятливість жертви до хижацтва».
Отримання цього рівня розуміння хімії поверхні цих хробаків і того, як вони впливають на взаємодію та виживання, відкриває нові сфери наукових відкриттів і, зрештою, може допомогти в розробці стратегій боротьби з паразитичними хробаками та хворобами, які вони викликають».
