Les phobies sont souvent irrationnelles par mother nature – en particulier dans le cas des araignées, car ces créatures ont généralement in addition peur des humains que l’inverse. Mais : certaines espèces sont une force avec laquelle il faut compter – par exemple, l’araignée Latrodectus, additionally communément connue sous le nom de Black Widow. Il attrape sa proie en utilisant du venin – pour être précis, des latrotoxines (LaTX), une sous-classe de neurotoxines ou de poisons nerveux. Une morsure de Black Widow peut être fatale pour les humains. La construction exacte du poison nerveux n’était pas claire auparavant, mais le professeur Christos Gatsogiannis de l’Institut de physique médicale et de biophysique de l’Université de Münster a étudié la compound – non seulement en raison de son caractère special, mais également en vue d’éventuelles applications médicales. À l’aide de cryo-EM, et en collaboration avec d’anciens collègues de Gatsogiannis à l’Institut Max Planck de Dortmund et avec des chercheurs de l’Université Jacobs de Brême, l’équipe de chercheurs de Münster a réussi à expliquer la première composition d’une latrotoxine. Les résultats de l’équipe ont maintenant été publiés dans la revue Character Communications.
Les neurotoxines sont probablement connues de nombreux non-spécialistes – sous forme de botox, qui est souvent utilisé en chirurgie esthétique. Le poison de la Black Widow, cependant, a tout sauf un effet “embellissant” : LaTX a été développé par nature principalement pour immobiliser les insectes – ou simplement les tuer tout de suite. Au cours du processus, les toxines s’arriment à des récepteurs spécifiques à la surface des cellules nerveuses et provoquent la libération de neurotransmetteurs, par exemple through un canal calcique. En raison de l’afflux continual d’ions calcium dans la cellule, des émetteurs sont émis, ce qui entraîne des crises.
Ce mécanisme est ce qui distingue les latrotoxines de toutes les autres variantes des toxines dites porogènes. “Malgré des études de grande envergure menées sur de nombreuses années, nous ne connaissions pas la composition de ces toxines”, explique Gatsogiannis. “Pour cette raison, nous n’avons pas pu comprendre le mécanisme actif précis.” L’aide a été fournie sous la forme de cryo-microscopie électronique, ou cryo-EM pour faire court docket. Grâce à cette méthode tridimensionnelle, les biomolécules peuvent désormais être “photographiées” jusqu’à la résolution atomique. Au cours du processus, les complexes protéiques dans l’éthane liquide sont congelés à moins 196 degrés, en quelques millisecondes, dans une great couche de glace amorphe, une forme d’eau solide. Des centaines et des milliers d’images sont alors capturées qui montrent différentes vues des protéines et, de cette manière, permettent de reconnaître la construction de la neurotoxine.
À l’aide de cryo-EM et en collaboration avec des chercheurs de l’Institut Max Planck de Dortmund et de l’Université Jacobs de Brême, l’équipe de chercheurs de Münster a réussi à expliquer la première composition d’une latrotoxine. “La structure générale de LaTX est exclusive et est différente de toutes les manières possibles de toutes les autres toxines connues”, explique Gatsogiannis. Les nouvelles connaissances sont fondamentales pour comprendre le mécanisme moléculaire de la famille LaTX, et elles ouvrent la voie à d’éventuelles apps médicales, ainsi qu’au développement d’un antidote efficace. De furthermore, ces informations sur les toxines spécifiques aux insectes pourraient ouvrir de nouvelles opportunités pour les pesticides. Pour les recherches futures, cependant, il est essentiel de comprendre remark exactement la toxine est insérée dans la membrane, c’est-à-dire dans la surface de la cellule. “En ce moment, nous étudions la structure de tous les membres de la famille des latrotoxines – en particulier remark ils reconnaissent exactement les récepteurs spécifiques à la surface area de la cellule et comment ces capteurs fonctionnent”, explique Gatsogiannis.
Le moreover grand impediment à ces ideas est le fait que la cryo-EM n’est pas encore disponible dans la région de Münster. Le professeur Gatsogiannis et son équipe veulent changer cela : « L’importance pratique pour la recherche médicale est immense », déclare le Dr Minghao Chen, l’auteur principal de l’étude maintenant publiée, « car la « fonction » est directement liée à la « structure » dans un contexte biologique. Mais la méthode est très complexe et nécessite une infrastructure ultramoderne. L’équipe de recherche prévoit d’introduire prochainement cette méthode innovante dans le nouveau bâtiment de recherche de l’Université de Münster, le Heart for Soft Nanoscience (SoN).