Как улитке удается выделять одновременно слизь-смазку и слизь-клей

Съедобная крапчатая улитка Cornu aspersum / © Peter Hillman

Выделения улиток — в частности, съедобной крапчатой Cornu aspersum — это ценное сырье для косметологии и медицины. Поэтому авторы нового исследования использовали комплексный «слизеомный» подход, чтобы разобраться в составе слизей этого моллюска (их оказалось целых три типа) и обнаружили уникальные новые белки.

Все животные, не исключая человека, в том или ином виде выделяют слизь, хотя некоторые делают это намного лучше других. Речь, разумеется, об улитках и слизнях — наземных брюхоногих моллюсках, которые экскретируют огромные объемы выделений, чтобы скользить по ним своей единственной ногой, и не только для этого.

Слизь для моллюсков жизненно важна, поэтому они могут тратить до четверти всей своей энергии на ее создание. Без нее у них не получится ни двигаться вперед, ни удержаться на месте, ни защитить себя от высыхания и атаки патогенов.

При этом выделения полезны не только для самих улиток. Люди давно наловчились использовать улиточью слизь в медицине и косметологии — изготовляя особые крема и проводя экзотическую процедуру под названием «массаж улитками». Считается, что они увлажняют и даже омолаживают кожу.

Поэтому авторы новой статьи для Nature Communications обратили внимание на слизь Cornu aspersum. Это так называемая съедобная крапчатая улитка, которая широко распространена и, помимо косметологии, используется в кулинарии — как главный ингредиент эскарго, традиционного блюда французской кухни.

Детальное изучение химического состава этой субстанции показало, что в слизи неожиданно много разных белков. Причем ряд молекул попали в поле зрения биохимиков впервые.

Удивительно, но небольшое животное выделяет даже не одну слизь, а целых три ее типа — они различаются по составу и выполняемой функции. Первая увлажняет и защищает кожные покровы улитки, вторая работает как клей, помогая ей прикрепляться к субстрату, третья — это, по сути, смазка, по которой животное может быстро и легко скользить.

Удивительно, что слизи номер два и три выделяются из одной и той же области на коже — притом что выполняют противоположные функции.

Слизь улиток представляет собой гидрогель и имеет неожиданно сложный состав. Она содержит сахара, свыше 70 разных белков, включая ферменты, муцины, лектины и белки матрикса, а также ионы. Примерно треть из этих белков не похожи ни на какие другие известные белковые молекулы.

Оказалось, что такое разнообразие свойств слизи обеспечивают ионы кальция. Они удерживают сложную сеть из молекул вместе и за счет этого сильно изменяют вязкость выделений. Так, в «слизи-смазке» кальция меньше всего, а в «слизи-клее» — очень много.

Свой комплексный подход к изучению слизи ученые называют «слизеомикой» (mucomics) — по аналогии с популярными сегодня протеомикой, липидомикой и так далее. Это области биохимии, занятые изучением сразу множества молекул одного типа: белков, жиров и других.