科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
在動(dòng)物王國(guó)中，毒蜘蛛黑寡婦的毒液令人聞風(fēng)喪膽。這種毒液由七種不同毒素組成，就像一款專(zhuān)為捕獵調(diào)制的“雞尾酒”。
大多數(shù)毒素的目標(biāo)是昆蟲(chóng)和甲殼類(lèi)動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)。但有一種特別的成分：α-蛛毒素，卻對(duì)脊椎動(dòng)物有著致命殺傷力，尤其對(duì)人類(lèi)構(gòu)成威脅。
當(dāng)α-蛛毒素找到它的目標(biāo)——神經(jīng)細(xì)胞間突觸時(shí)，就像一把精密的鑰匙找到了鎖眼。它與突觸上的特定受體結(jié)合，就像打開(kāi)了潘多拉魔盒，導(dǎo)致鈣離子如潮水般涌入。這一過(guò)程引發(fā)了神經(jīng)遞質(zhì)的過(guò)度釋放，導(dǎo)致劇烈的肌肉收縮和痙攣，身體內(nèi)部仿佛上演了一場(chǎng)失控的舞蹈。
現(xiàn)在，為了揭開(kāi)這個(gè)過(guò)程背后的奧秘，德國(guó)明斯特大學(xué)的研究人員利用低溫電子顯微鏡和分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)，以近乎原子級(jí)的精度捕捉到了α-蛛毒素在細(xì)胞膜上的一舉一動(dòng)。
他們發(fā)現(xiàn)，毒素與受體結(jié)合并不只是簡(jiǎn)單的黏附。相反，毒素的一部分會(huì)形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的“莖”，像是一根微型針頭，直接穿透細(xì)胞膜。更讓人驚訝的是，這個(gè)“莖”會(huì)在膜上制造一個(gè)小孔，充當(dāng)鈣離子進(jìn)入細(xì)胞的通道。分子動(dòng)力學(xué)模擬顯示，鈣離子正是通過(guò)這個(gè)孔上方的選擇性門(mén)進(jìn)入了細(xì)胞，引發(fā)了后續(xù)一系列反應(yīng)。
這一發(fā)現(xiàn)揭示了α-蛛毒素是如何以一種前所未見(jiàn)的方式模仿天然鈣通道的功能。這不僅增加了人們對(duì)毒素作用機(jī)理的理解，也為開(kāi)發(fā)更有效的解毒劑、治療某些類(lèi)型的癱瘓以及創(chuàng)造新型生物殺蟲(chóng)劑開(kāi)辟了新的可能。
動(dòng)物的致命毒素，原本令人畏懼，但科學(xué)研究，讓它成為了一把打開(kāi)未來(lái)生物技術(shù)創(chuàng)新大門(mén)的鑰匙。
