독특한 방식으로 신경을 표적으로 삼는 '세계에서 가장 고통스러운 곤충 독' 발견

개미에게 쏘였다면 그것이 얼마나 고통스러운지 아실 겁니다. 호주 연구자들은 가장 고통스러운 개미 쏘임 중 일부가 신경을 표적으로 삼는 신경독소에 의해 발생한다는 사실을 발견했습니다. 그러나 뱀이나 전갈 독에서 발견되는 독과 달리 개미 독은 이전에 볼 수 없었던 방식으로 신체에 영향을 미칩니다. 그들의 발견은 통증이 어떻게 작용하고 어떻게 치료될 수 있는지에 대한 우리의 이해를 더욱 발전시켰습니다.

대부분의 개미 종은 독을 생성하고 많은 개미는 고통스러운 침을 유발하지만, 통증을 유발하는 메커니즘을 탐구하기 위한 연구는 거의 이루어지지 않았습니다. 이는 주로 곤충의 크기로 인해 독을 수집하고 분석하는 것이 까다롭습니다. 퀸즈랜드 대학의 연구자들은 호주의 녹색개미와 남미의 총알개미를 연구했는데, 둘 다 독침이 있어 심각하고 오래 지속되는 통증을 유발합니다.

녹색개미 또는 녹색머리개미는 도시와 교외 지역을 포함하여 호주 전역에서 발견됩니다. 그들은 대부분의 풀 아래에 둥지를 틀기를 좋아하며 누군가가 쏘일 때까지 일반적으로 눈에 띄지 않아 몇 초 안에 날카로운 타는 듯한 느낌을 받게 됩니다. 총알개미는 중남미의 습한 저지대 우림에 서식합니다. 그들은 총에 맞을 때의 고통에 비유되는 쏘였을 때 사람들이 경험하는 고통에서 이름을 얻었습니다. 총알개미에 쏘이면 심각한 근육 수축과 화상을 입을 수도 있습니다. 쏘는 곤충의 통증 지수를 만든 고 미국 곤충학자 저스틴 슈미트 박사는 총알개미에 쏘인 것이 세상에서 가장 고통스러운 곤충 쏘임이라고 평가했습니다.

“총알개미에 쏘이면 최대 12시간 동안 고통스러울 수 있으며, 땀을 흘리고 소름이 돋으면서 뼈가 뚫리는 듯한 깊은 통증을 느끼게 됩니다. 이는 일반적인 벌에 쏘이면 10분간의 충격과는 아주 다릅니다.”라고 이 책의 수석 저자인 샘 로빈슨(Sam Robinson)은 말했습니다. 연구. "호주에는 총알개미가 없습니다. 하지만 녹색개미(또는 녹색머리개미)도 지속적인 통증을 유발할 수 있으며 많은 호주인들이 이를 경험했을 것입니다."

1990년대 연구에서는 총알개미의 독에서 마비성 독성 펩타이드인 포네라톡신이 확인되었으며, 이는 개구리와 쥐의 골격근 섬유에 있는 나트륨 채널에 영향을 미칩니다. 통증의 느낌은 감각 뉴런(신경 세포)의 막에 있는 나트륨 채널의 작용으로 인해 발생합니다. 간단히 말해서, 나트륨 채널은 말초 신경계의 통증 수용체에서 나온 정보가 중추 신경계로 전달되어 통증을 기록할 수 있게 해줍니다.

현재 연구에서 연구자들은 세포 및 분자 수준에서 일어나는 일을 조사하여 녹색개미와 총알개미 신경독에서 통증을 유발하는 물질을 확인하고자 했습니다. 그들은 쥐의 감각 뉴런에 있는 독을 테스트하고 분석하여 독소가 뉴런의 나트륨 채널을 구체적으로 표적으로 삼는다는 사실을 발견했습니다.

“우리는 이 개미 독이 통증 신호를 보내는 신경 세포를 표적으로 삼는다는 것을 보여주었습니다.”라고 로빈슨은 말했습니다. "일반적으로 이러한 감각 뉴런의 나트륨 채널은 자극에 반응하여 잠시 동안만 열립니다. 우리는 개미 독소가 나트륨 채널에 결합하여 채널이 더 쉽게 열리고 열려 있고 활성 상태를 유지하게 한다는 사실을 발견했습니다. 통증 신호."

그들은 개미의 펩타이드 독소가 다른 나트륨 채널에 영향을 미치는 독소와 구조적으로 구별되며 그 작용 메커니즘이 곤충에 고유하다는 것을 발견했습니다.

"나트륨 채널을 표적으로 삼는 이러한 신경독은 개미에게만 존재합니다. 아무도 같은 방식으로 보이거나 행동하는 것을 발견하지 못했기 때문에 이제 우리는 작업할 수 있는 새로운 도구 세트를 갖게 되었습니다."라고 로빈슨은 말했습니다.

개미는 공룡 시대부터 포식자를 방어하기 위해 신경독을 사용해 왔습니다. 연구원들은 이번 새로운 발견이 통증이 어떻게 작용하는지 이해하고 통증을 치료하는 새로운 방법을 개발하는 데 중요하다고 말했습니다.

"우리는 분자 수준에서 통증을 이해하고 싶어하며 독소는 이를 수행하는 환상적인 도구입니다."라고 로빈슨은 말했습니다.

이 연구는 Nature Communications 저널에 게재되었으며 아래 설명 비디오는 퀸즈랜드 대학교 분자 생물학 연구소에서 제작되었습니다.