Термиты Neocapritermes taracua в конце жизни жертвуют собой ради блага колонии

Исследователи из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук и их коллеги с факультета тропических агронаук Чешского университета наук о жизни в Праге изучают термитов вида Neocapritermes taracua.

Оказалось, что эти термиты имеют уникальный тип защиты: рабочие особи в конце своей жизни жертвуют собой, запуская взрывную химическую реакцию, которая образует токсичную жидкость, обездвиживающую и отравляющую противника.

Доктор Яна Шкерлова и её коллеги смогли подробно описать механизм работы загадочного фермента, который носят на спине термиты. Её статья об этом исследовании опубликована в научном журнале Structure.

У термитов вида Neocapritermes taracua есть уникальный защитный механизм.

Рабочие особи в течение жизни накапливают в специальных карманах на спине особый фермент — голубую лакказную кислоту BP76. Когда колония в опасности, более взрослые термиты разрывают «рюкзак». Фермент смешивается с другим веществом, которое до этого было безвредным, и образуется ядовитая липкая жидкость, содержащая бензохиноны. Термит-камикадзе при этом погибает, но обездвиживает или убивает нападающего.

Учёные из исследовательской группы структурной биологии в Праге с помощью рентгеновской кристаллографии разгадали научную загадку: как взрывоопасный фермент остаётся активным в твёрдом состоянии на спинах насекомых.

Яна Шкерлова обратила внимание, что голубая лакказа, которую переносят термиты, содержит прочную связь между двумя аминокислотами вблизи активного участка фермента.

Структура лакказы BP76 имеет несколько особенностей, которые делают фермент очень прочным и функциональным даже в тропических лесах. Благодаря уникальной структуре лакказа BP76 не разрушается и остаётся активной даже в течение жизни термита. Это важно для защитного механизма: реакция на нападение должна быть быстрой.

Термиты Neocapritermes taracua могут прожить всю жизнь с грузом взрывчатого вещества. Молодые особи, которые ещё способны много работать, носят лишь небольшое количество фермента. С возрастом «рюкзак» с веществом становится больше, так как насекомое теряет силы. В конце жизни термит готов пожертвовать собой ради блага колонии.

Исследователи из Французской Гвианы еще несколько лет назад обнаружили, что у термитов Neocapritermes taracua в специальных карманах есть активный фермент, который они используют как оружие в случае опасности. Это исследование было опубликовано в журнале Science и отмечено печатью МОКБ в Праге. Одним из авторов исследования был профессор Ян Шоботник, работающий на факультете тропических сельскохозяйственных наук Чешского университета наук о жизни.

Структурная биология играет незаменимую роль. Понимание трёхмерной структуры молекулы, подобно знанию компонентов прибора, помогает разобраться в биологических процессах. Павлина Ржезачова, руководитель лаборатории, подчёркивает, что это открытие объясняет уникальный защитный механизм термитов.

27.08.2024