thuha19051234
Pearl
Ốc nón có vẻ ngoài khá bắt mắt với lớp vỏ đầy màu sắc. Nhưng ẩn dưới ngoại hình tưởng chừng như vô hại đó lại là những kẻ sát nhân chính hiệu. Khi nhìn thấy một con cá bơi gần đó, loài động vật không xương sống này sẽ đẩy ra một cái vòi dài gần 23 cm trông như lưỡi của nó, và chỉ trong nháy mắt bơm đầy nọc độc làm tê liệt con mồi.
Iris Bea Ramiro, một nhà nghiên cứu phân tử sinh học tại Đại học Copenhagen, cho biết: “Nói chung, bạn sẽ không bao giờ muốn mình bị đốt bởi một con ốc hình nón." Bởi vì nọc độc của loài ốc này cực kỳ nguy hiểm, nhiều trường hợp có thể gây tử vong ở người. Tuy nhiên, một phát hiện bất ngờ mới đây, nọc độc chết người này có thể biến thành một loại thuốc giảm đau.
Trong một bài báo được xuất bản trên tạp chí Science Advances, Ramiro và nhóm các nhà khoa học đã xác định được một loại peptide độc nhất từ một loài ốc nón nước sâu được nghiên cứu, có tác dụng giảm đau. Hợp chất này cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc tạo ra các liệu pháp điều trị hoặc thuốc giảm đau tương lai cho bệnh nhân ung thư, rối loạn nội tiết, đau nặng và mãn tính.
Con ốc sau đó há to miệng để nuốt gọn toàn bộ con mồi, mang đến cái chết từ từ và đau đớn. Ramiro nói: “Khi tôi lần đầu tiên xem video về việc chúng tấn công con mồi, tôi tự hỏi cái quái gì đang diễn ra, một con cá lớn hơn cả con ốc bị giết chết bởi nó."
Nọc của động vật không xương sống từ lâu đã được biết đến là rất độc, nhưng một loạt các nghiên cứu mới đã tiết lộ nó có thể chứa nhiều đặc tính y học đáng ngạc nhiên. Trong một thời gian dài, hầu hết mọi người đều tin rằng nọc độc của loài 'ốc sát thủ' phần lớn được tạo thành từ chất độc thần kinh. Tuy nhiên, đây không phải là một đánh giá chính xác.
Mandë Holford , phó giáo sư hóa học và sinh hóa tại Đại học Hunter, cho biết: "Hiện có hơn 1.000 loài ốc nón được biết đến, nhưng chỉ khoảng 2% trong số đó đã được phân tích kỹ lưỡng về lối sống và nọc độc của chúng."
Holford cho biết trong các nghiên cứu trước đây, cô và các chuyên gia ốc nón khác đã biết được nọc độc chứa một “chùm phân tử hóa học” ngoài chất độc thần kinh. Những phân tử này, chủ yếu gồm protein và các chuỗi axit amin ngắn hơn gọi là peptit, rất hiệu quả trong việc săn mồi. Khi tấn công các mục tiêu cụ thể trong hệ thống sinh lý của động vật hoặc con người, nọc độc này có thể ngăn chặn những chức năng nhất định như chuyển động và thị giác.
Một số trong những loại phân tử này cũng có thể ngăn chặn các tín hiệu đau từ một số thụ thể nhất định, khiến chúng trở thành "ứng cử viên" hàng đầu cho các loại thuốc điều trị. Song, một con ốc nón có thể sở hữu 200 loại peptit khác nhau trong nọc độc. Vì vậy, thách thức nằm ở việc xác định từng hóa chất cụ thể, cách chúng giúp giảm đau.
Lần đầu tiên tìm hiểu về ốc nón của Ramiro là khi còn sinh viên, cô cũng nhận ra rằng nhiều loài ốc đang sống ở vùng biển nhiệt đới gần hòn đảo nơi cô lớn lên ở Philippines. "Chúng tôi nhìn thấy ốc nón nước nông ở một số chợ và sử dụng chúng làm thực phẩm, như trong súp, cùng với các loài động vật chân bụng có vỏ khác." Người dân địa phương thường luộc chín động vật trước khi tiêu thụ, điều này có khả năng phá vỡ các thành phần nọc độc. Vỏ ốc cũng được đánh giá cao trong giới sưu tập.
Để thực hiện nghiên cứu này, cô đã làm việc với ngư dân địa phương người Philippines, họ giúp nhóm đánh bắt các mẫu vật từ loài Conus neocostatus. Những con ốc hình nón này nằm trong nhánh Asprella chưa được nghiên cứu kỹ trước đây, vì chúng sống sâu tới 250 mét dưới đáy đại dương, rất khó bắt và sống sót trong phòng thí nghiệm.
Cách phổ biến nhất mà ốc sên hình nón bắt được cá là chiến lược thắt nút. Kẻ săn mồi đâm vào mục tiêu, giết chết nó bằng nọc độc và ngay lập tức nuốt chửng trong vài giây. Thứ hai là kỹ thuật săn lưới đã được quan sát thấy ở một vài loài. Kẻ săn mồi phóng ra một đám mây nọc độc vô hình xuống nước giống một cái bẫy bắt mồi. Khi một con cá bơi quá gần nó, chúng trở nên mất phương hương và dễ rơi vào tầm tấn công của kẻ săn mỗi.
Tuy nhiên, loài ốc nón Asprella sử dụng một chiến lược mà Ramiro và các nhà nghiên cứu khác chưa từng thấy trước đây. "Con cá bị chích có vẻ bình thường và bơi xung quanh. Sau một giờ hoặc lâu hơn, nó đột nhiên trở nên chậm chạp." Khi con cá rơi trở lại đáy đại dương, chúng sẽ trở thành bữa tối của ốc nón. Nhóm nghiên cứu gọi chiến lược này là “phục kích và quan sát”.
Khác với các chất độc hoạt động nhanh ở các loài ốc nón nước nông khác, sự tê liệt chậm trễ từ các hợp chất trong Conus neocostatus nước sâu gợi ý có thể còn những phản ứng hóa học thú vị khác đang diễn ra. Để tìm thêm bằng chứng, Ramiro và các cộng sự của cô đã chiết xuất nọc độc của một người họ hàng gần, Conus rolani, nhằm phân tích thành phần phân tử. Họ xác định một peptide cụ thể gọi là Consomatin Ro1, có cấu trúc và đặc tính tương tự bắt chước somatostatin, một loại hormone được tìm thấy ở người và các động vật có xương sống khác giúp ức chế sự phát triển của tế bào và các bộ phận khác.
Somatostatin trước đây đã được xem xét trong một số nghiên cứu, xác định như một ứng cử viên thuốc tiềm năng cho các bệnh nội tiết thần kinh - nhưng nó có thời gian bán hủy ngắn khoảng 1 đến 3 phút. Ramiro nói: "Điều đó có nghĩa là nếu ở trong cơ thể quá lâu nó sẽ không thực sự có tác dụng. Nhiều công ty dược phẩm đã phát triển các chất tương tự khác nhau của somatostatin để tạo ra thời gian bán hủy dài hơn. Tuy nhiên khi chúng tôi tiếp cận được cấu trúc của consomatin này từ ốc nón, điều thú vị là nó không chỉ giống chất tương tự ma túy mà còn ổn định hơn somatostatin."
Các nhà nghiên cứu tiêm peptide consomatin cô lập vào chuột và thấy nó có tác dụng tương tự như ở con mồi bất động của ốc nón: hiện tượng mất thăng bằng chậm, hôn mê và tác dụng an thần kéo dài trong khoảng ba giờ. Họ cũng phát hiện peptide kích hoạt chọn lọc một trong năm thụ thể somatostatin gây ra tác dụng giảm đau ở động vật có xương sống, điều này chỉ ra rằng có những tác động khác nhau trong somatostatin.
Ramiro giải thích: “Khi đó là một loại cocktail chứa nọc độc, nó có thể gây độc. Nhưng một khi chúng tôi tách các thành phần ra và chỉ nhìn vào một bộ phận, chúng tôi thấy rằng nó hoạt động và có thể giảm đau.”
Phát hiện của nhóm nghiên cứu"xác nhận giả thuyết không có hai kho vũ khí nọc độc nào giống nhau, ngay cả cùng một loài". Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý, trong khi trình tự của các peptit khác mà họ đã xác định vẫn cần được tìm hiểu thêm bằng một phân tích protein hoàn chỉnh, thì hoạt tính sinh học của hợp chất consomatin là một phát hiện đầy hứa hẹn cho các loại dược phẩm trong tương lai.
Hiên trên thế giới đã có một số loại thuốc hoạt động dựa trên cơ chế nọc độc của ốc nón trong các thử nghiệm lâm sàng và một loại đã có trên thị trường. Chẳng hạn thuốc theo toa Prialt dựa trên một hợp chất được tìm thấy trong loài Conus magus. Prialt đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm phê duyệt vào năm 2004 như một chất thay thế không opioid cho morphin.
Tuy nhiên, phương pháp phân phối thuốc hiện có đều yêu cầu tiêm xâm lấn tủy sống. Phòng thí nghiệm của Holford hiện đang nghiên cứu một hệ thống tốt hơn để lưu thông peptit ốc nón trong cơ thể người.
"Vẫn còn một chặng đường dài trước khi tìm đến một loại thuốc tốt hơn nhưng cũng giống các chất tương tự có nguồn gốc từ nọc độc, chúng sẽ có tác dụng. Những động vật không xương sống tương đối nhỏ này có thể tạo ra một loại hỗn hợp hóa học gồm các phân tử hoạt tính sinh học mà không thể có trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào, ở bất kỳ đâu trên thế giới có được."
Nhà nghiên cứu Ramiro cũng đồng ý rằng còn nhiều điều phải tìm hiểu thêm. "Những con ốc hình nón đã tối ưu hóa các phân tử ổn định. Chúng ta có thể học hỏi rất nhiều điều từ chúng, không chỉ đối với các ứng dụng y sinh mà còn bằng cách xem cách chúng sử dụng nọc độc trong môi trường của mình."
>>> Những độc vật nguy hiểm nhất hành tinh.
Nguồn popsci
Iris Bea Ramiro, một nhà nghiên cứu phân tử sinh học tại Đại học Copenhagen, cho biết: “Nói chung, bạn sẽ không bao giờ muốn mình bị đốt bởi một con ốc hình nón." Bởi vì nọc độc của loài ốc này cực kỳ nguy hiểm, nhiều trường hợp có thể gây tử vong ở người. Tuy nhiên, một phát hiện bất ngờ mới đây, nọc độc chết người này có thể biến thành một loại thuốc giảm đau.
Trong một bài báo được xuất bản trên tạp chí Science Advances, Ramiro và nhóm các nhà khoa học đã xác định được một loại peptide độc nhất từ một loài ốc nón nước sâu được nghiên cứu, có tác dụng giảm đau. Hợp chất này cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc tạo ra các liệu pháp điều trị hoặc thuốc giảm đau tương lai cho bệnh nhân ung thư, rối loạn nội tiết, đau nặng và mãn tính.
Hóa chất trong nọc độc là gì
Không phải tất cả các loài ốc biển đều chứa tuyến nọc độc, tuy nhiên riêng ốc nón có nọc độc cực mạnh. Khi bị dính nọc độc này, bất cứ "nạn nhân" nào cũng có thể bị sốc độc tố, trở nên bất động trong vài giây.Con ốc sau đó há to miệng để nuốt gọn toàn bộ con mồi, mang đến cái chết từ từ và đau đớn. Ramiro nói: “Khi tôi lần đầu tiên xem video về việc chúng tấn công con mồi, tôi tự hỏi cái quái gì đang diễn ra, một con cá lớn hơn cả con ốc bị giết chết bởi nó."
Nọc của động vật không xương sống từ lâu đã được biết đến là rất độc, nhưng một loạt các nghiên cứu mới đã tiết lộ nó có thể chứa nhiều đặc tính y học đáng ngạc nhiên. Trong một thời gian dài, hầu hết mọi người đều tin rằng nọc độc của loài 'ốc sát thủ' phần lớn được tạo thành từ chất độc thần kinh. Tuy nhiên, đây không phải là một đánh giá chính xác.
Mandë Holford , phó giáo sư hóa học và sinh hóa tại Đại học Hunter, cho biết: "Hiện có hơn 1.000 loài ốc nón được biết đến, nhưng chỉ khoảng 2% trong số đó đã được phân tích kỹ lưỡng về lối sống và nọc độc của chúng."
Holford cho biết trong các nghiên cứu trước đây, cô và các chuyên gia ốc nón khác đã biết được nọc độc chứa một “chùm phân tử hóa học” ngoài chất độc thần kinh. Những phân tử này, chủ yếu gồm protein và các chuỗi axit amin ngắn hơn gọi là peptit, rất hiệu quả trong việc săn mồi. Khi tấn công các mục tiêu cụ thể trong hệ thống sinh lý của động vật hoặc con người, nọc độc này có thể ngăn chặn những chức năng nhất định như chuyển động và thị giác.
Một số trong những loại phân tử này cũng có thể ngăn chặn các tín hiệu đau từ một số thụ thể nhất định, khiến chúng trở thành "ứng cử viên" hàng đầu cho các loại thuốc điều trị. Song, một con ốc nón có thể sở hữu 200 loại peptit khác nhau trong nọc độc. Vì vậy, thách thức nằm ở việc xác định từng hóa chất cụ thể, cách chúng giúp giảm đau.
Xác định các hóa chất giảm đau
Mỗi loại động vật có những đặc điểm nọc độc khác nhau, có rất có khả năng rằng chúng ta sẽ có một thư viện hàng nghìn hợp chất đang chờ được khám phá. Tuy nhiên, sự tìm kiếm này có thể sẽ rất thú vị. Ramiro nói khi xem xét nhiều loại chiến lược săn mồi khác nhau của các loài ốc nón, cách con mồi phản ứng với nọc độc, có thể là một điểm khởi đầu hữu ích để tìm ra các hóa chất mới.
Để thực hiện nghiên cứu này, cô đã làm việc với ngư dân địa phương người Philippines, họ giúp nhóm đánh bắt các mẫu vật từ loài Conus neocostatus. Những con ốc hình nón này nằm trong nhánh Asprella chưa được nghiên cứu kỹ trước đây, vì chúng sống sâu tới 250 mét dưới đáy đại dương, rất khó bắt và sống sót trong phòng thí nghiệm.
Cách phổ biến nhất mà ốc sên hình nón bắt được cá là chiến lược thắt nút. Kẻ săn mồi đâm vào mục tiêu, giết chết nó bằng nọc độc và ngay lập tức nuốt chửng trong vài giây. Thứ hai là kỹ thuật săn lưới đã được quan sát thấy ở một vài loài. Kẻ săn mồi phóng ra một đám mây nọc độc vô hình xuống nước giống một cái bẫy bắt mồi. Khi một con cá bơi quá gần nó, chúng trở nên mất phương hương và dễ rơi vào tầm tấn công của kẻ săn mỗi.
Tuy nhiên, loài ốc nón Asprella sử dụng một chiến lược mà Ramiro và các nhà nghiên cứu khác chưa từng thấy trước đây. "Con cá bị chích có vẻ bình thường và bơi xung quanh. Sau một giờ hoặc lâu hơn, nó đột nhiên trở nên chậm chạp." Khi con cá rơi trở lại đáy đại dương, chúng sẽ trở thành bữa tối của ốc nón. Nhóm nghiên cứu gọi chiến lược này là “phục kích và quan sát”.
Khác với các chất độc hoạt động nhanh ở các loài ốc nón nước nông khác, sự tê liệt chậm trễ từ các hợp chất trong Conus neocostatus nước sâu gợi ý có thể còn những phản ứng hóa học thú vị khác đang diễn ra. Để tìm thêm bằng chứng, Ramiro và các cộng sự của cô đã chiết xuất nọc độc của một người họ hàng gần, Conus rolani, nhằm phân tích thành phần phân tử. Họ xác định một peptide cụ thể gọi là Consomatin Ro1, có cấu trúc và đặc tính tương tự bắt chước somatostatin, một loại hormone được tìm thấy ở người và các động vật có xương sống khác giúp ức chế sự phát triển của tế bào và các bộ phận khác.
Các nhà nghiên cứu tiêm peptide consomatin cô lập vào chuột và thấy nó có tác dụng tương tự như ở con mồi bất động của ốc nón: hiện tượng mất thăng bằng chậm, hôn mê và tác dụng an thần kéo dài trong khoảng ba giờ. Họ cũng phát hiện peptide kích hoạt chọn lọc một trong năm thụ thể somatostatin gây ra tác dụng giảm đau ở động vật có xương sống, điều này chỉ ra rằng có những tác động khác nhau trong somatostatin.
Ramiro giải thích: “Khi đó là một loại cocktail chứa nọc độc, nó có thể gây độc. Nhưng một khi chúng tôi tách các thành phần ra và chỉ nhìn vào một bộ phận, chúng tôi thấy rằng nó hoạt động và có thể giảm đau.”
Phát hiện của nhóm nghiên cứu"xác nhận giả thuyết không có hai kho vũ khí nọc độc nào giống nhau, ngay cả cùng một loài". Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý, trong khi trình tự của các peptit khác mà họ đã xác định vẫn cần được tìm hiểu thêm bằng một phân tích protein hoàn chỉnh, thì hoạt tính sinh học của hợp chất consomatin là một phát hiện đầy hứa hẹn cho các loại dược phẩm trong tương lai.
Tuy nhiên, phương pháp phân phối thuốc hiện có đều yêu cầu tiêm xâm lấn tủy sống. Phòng thí nghiệm của Holford hiện đang nghiên cứu một hệ thống tốt hơn để lưu thông peptit ốc nón trong cơ thể người.
"Vẫn còn một chặng đường dài trước khi tìm đến một loại thuốc tốt hơn nhưng cũng giống các chất tương tự có nguồn gốc từ nọc độc, chúng sẽ có tác dụng. Những động vật không xương sống tương đối nhỏ này có thể tạo ra một loại hỗn hợp hóa học gồm các phân tử hoạt tính sinh học mà không thể có trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào, ở bất kỳ đâu trên thế giới có được."
Nhà nghiên cứu Ramiro cũng đồng ý rằng còn nhiều điều phải tìm hiểu thêm. "Những con ốc hình nón đã tối ưu hóa các phân tử ổn định. Chúng ta có thể học hỏi rất nhiều điều từ chúng, không chỉ đối với các ứng dụng y sinh mà còn bằng cách xem cách chúng sử dụng nọc độc trong môi trường của mình."
>>> Những độc vật nguy hiểm nhất hành tinh.
Nguồn popsci
