Ядовитая птица показала ученым новые антимикробные вещества

Перо свистуна Шлегеля (Pachycephala schlegelii) и культура бактерии Amycolatopsis sp. PS_44_ISF1 / © L. Bernhardt

Ученые идентифицировали два новых класса активных веществ с антимикробными свойствами. Их получили из бактерий, живущих в симбиозе с ядовитой птицей.

Свистун Шлегеля, или королевский свистун (Pachycephala schlegelii) — ядовитая птица из Новой Гвинеи. Ее черно-желтое оперение содержит батрахотоксин. Этот мощный нейротоксин используют ядовитые лягушки, чтобы эффективно защищаться от хищников. Организм птицы не вырабатывает это вещество: свистун поедает насекомых, содержащих токсин. Сама птица вреда от батрахотоксина не получает, но накапливает его в организме.

Pachycephala schlegelii не только не страдает от токсина, но и использует его как защиту от возможных хищников. Исследователи считают, что такой механизм накопления яда может иметь эволюционные преимущества, помогая птице выживать в агрессивной среде тропических лесов.

Ученые обнаружили, что оперение королевского свистуна содержит и другие вещества, защищающие его от нежелательных микроорганизмов. Они производятся бактериями, которые живут в симбиозе с птицей.

Pachycephala schlegelii / © thierry.nogaro

Исследователи нашли бактерии рода Amycolatopsis в выделениях копчиковой железы. Эта кожная железа птиц выделяет секрет, ухаживающий за перьями и сохраняющий их водоотталкивающие свойства. В этих бактериях выявили ранее неизвестные биоактивные вещества, включая два новых класса природных соединений: пахицефаламиды (pachycephalamides) и демигизины (demiguisines).

Используя исследования в условиях совместной культивации и клеточные тесты, ученые показали, что вещества, вырабатываемые бактериями в копчиковой железе, обладают антимикробным эффектом. В частности, новые соединения активны против кератинолитических бактерий и грибков. Они разлагают твердый белок кератин, содержащийся в коже, волосах, перьях, ногтях и когтях, на более простые соединения, которыми питаются. Такие грибки и бактерии могут доставить животному существенный дискомфорт и стать причиной болезни.

Путем сочетания генетических и структурных анализов команда смогла расшифровать генетические пути производства этих веществ. В итоге удалось подтвердить их происхождение в симбиотических отношениях птицы с бактерией.

Природные продукты, открытые таким образом, не только помогают лучше понять взаимодействие между двумя организмами, но и могут способствовать разработке новых противоинфекционных препаратов, особенно против патогенов, устойчивых к антибиотикам. Учитывая глобальную проблему антибиотикорезистентности, открытие подобных веществ имеет огромное значение.

Новое исследование опубликовано в журнале Nature Communications.