Червь-химик
Глубоководный многощетинковый червь обезвреживает мышьяк серой.
Всех нас в каком-то смысле можно назвать химиками – в каждой живой клетке ежемгновенно происходит огромное количество (био)химических реакций, пусть они и идут помимо нашей воли. Однако те реакции, которые имеют место у многощетинкового червя Paralvinella hessleri, выделяют его в ряду прочих живых существ. P. hessleri обитает на больших глубинах рядом с гидротермальными источниками, через которые из земной коры выходит чрезвычайно горячая вода, насыщенная разными неорганическими соединениями. На гидротермальных источниках процветают своеобразные сообщества живых организмов, сумевших приспособиться к необычным условиям. Проблема в том, что из этих источников, помимо полезных соединений, питающих местную экосистему, выходят также и вредные вещества. В частности, там, где живёт P. hessleri, в воде много токсичных соединений мышьяка.
Среди многощетинковых червей есть такие, которые могут накапливать в себе некоторое количество мышьяка без вреда для себя. Но, как пишут в PLOS Biology сотрудники Института океанологии Китайской академии наук, количество мышьяка в тканях P. hessleri на порядок больше, чем у других червей с мышьяком. P. hessleri на вид жёлто-оранжевый, и, как показали исследования, такую окраску ему придают нерастворимые гранулы, в состав которых входит мышьяк. И желтоватая окраска, и гранулы есть не только на наружных покровах, но и в кишечнике, и в частях тела, задействованных в дыхании – иными словами, мышьяк в нерастворимом виде накапливается у P. hessleri в клетках, которые соприкасаются с морской водой.
Мышьяковые гранулы оказались минералом аурипигментом – сульфидом мышьяка состава As2S3. Рядом с гидротермальными источниками в воде растворено много сероводорода, который тоже токсичен. Червь P. hessleri обезвреживает сероводород и растворимые соединения мышьяка, соединяя серу с мышьяком в As2S3. Он тоже может быть токсичен, но в силу своей очень небольшой растворимости его ядовитые свойства оказываются намного слабее, недели у других мышьяковых соединений (тут можно добавить, что аурипигмент долгое время использовался в станковой живописи – в частности, в иконописи, – и что его по сей день используют в традиционной китайской медицине).
В клетках червя As2S3 откладывается в специальных мембранных пузырьках-вакуолях. Мышьяк проходит через клеточные мембраны с помощью одного из белков класса MRP, то есть multidrug resistance-associated proteins, или белков, связанных с множественной лекарственной устойчивостью. Дело тут не столько в лекарствах, сколько вообще в любых веществах, которые потенциально опасны для клетки. MRP работают насосами, которые эти вещества выкачивают туда, где они не смогут клетке повредить. В случае с мышьяком белок из группы MRP отправляет его в вакуоль, где он встречается с H2S. Сероводороду тоже помогает перемещаться белок – один из гемоглобинов червя, синтезирующийся почти исключительно в тех клетках, которые имеют дело с мышьяком из окружающей воды. То есть обезвреживание мышьяка с сероводородом и складирование As2S3 в безопасном месте происходит у P. hessleri при поддержке белкового аппарата, в котором, кроме гемоглобина и MRP есть и другие белки – их можно обнаружить в тех же гранулах аурипигмента. Можно сказать, P. hessleri убивает одним выстрелом двух зайцев, обезвреживая токсичные вещества друг c другом, и не исключено, что есть и другие живые существа, обитающие в столь же непростых условиях, которые используют такую же уловку.
