כימיה של פני השטח של תולעת חושפת סודות להתפתחותם ולהישרדותם

מדענים מבית הספר לרוקחות באוניברסיטה השתמשו במערכת הדמיה של ספקטרומטריה המונית מתקדמת כדי לבחון את הנמטודות Caenorhabditis elegans וכן Pristionchus Pacificus, במטרה לאפיין את ההרכב הכימי השטח הספציפי למינים ותפקידיו בפיזיולוגיה והתנהגות. התוצאות שלהם מראות כי משטחי נמטודה הם בעיקר שמנונים או מבוססי שומנים, ויוצרים נוף כימי מורכב. הממצאים פורסמו היום בכתב העת JACSו

נמטודות, או תולעים, נמצאים כמעט בכל סביבה על פני האדמה, כולל בעלי חיים בפנים, אדמה, צמחים, זרעים, מים ואפילו בני אדם. זיהומים הנגרמים על ידי נמטודות עלולים להוביל למצבים בריאותיים חמורים במקרים חמורים.

מחקר זה הובל על ידי ד"ר וירן צ'אוהן, פרופסור עוזר באורגניזם שלם אנליטיקס בבית הספר לרוקחות, הוא הסביר: "נמטודות הן מודל מצוין לביולוגיה אנושית ונחשבים לחלק מהחיות המובנות ביותר בכוכב הלכת – – במיוחד מבחינת גנטיקה, נוירולוגיה וביולוגיה התפתחותית.

בעזרת מתקני ספקטרומטריה המונית המובילה בעולם, חקרנו את התכונות הכימיות של פני השטח של נמטודות לאורך התפתחותם. זה איפשר לנו לעקוב אחר שינויים מולקולריים בפרטים ולבחון כיצד כימיה של פני השטח שונה במהלך ההתפתחות, משתנה בין מינים, וחשוב מכך, משפיעה על האינטראקציות שלהם זה עם זה. "

הצוות השתמש במכשיר התלת-ממדי החדיש ביותר באוניברסיטת נוטינגהאם כדי לחשוף כי כימיה פני השטח של שני מיני התולעת משתנה לאורך זמן והם מורכבים משומנים בעיקר, המהווים כ 70-80% של ההרכב המולקולרי.

אוניברסיטת נוטינגהאם הייתה אחד המוסדות הראשונים בעולם שקיבל מכשיר תלת-ממדי-אורביסימס. מכשיר זה מאפשר רמה חסרת תקדים של ניתוח מולקולרי ספקטרלי המוני על פני מגוון חומרים, כולל חומר קשיח ורך כמו גם תאים ורקמות ביולוגיות. כאשר רגישות פני השטח, רזולוציית המסה הגבוהה והרזולוציה המרחבית, משולבים עם קרן התזת פרופילית עומק, המכשיר הופך לכלי חזק במיוחד לניתוח כימי כפי שהודגם בעבודה זו האחרונה.

ד"ר צ'אוהן ממשיך: "מגלה שתולעים אלה יש בעיקר שומני, או מבוססי שומנים, הם צעד משמעותי בהבנת הביולוגיה שלהם. משטחי השומנים הללו עוזרים לשמור על הידרציה ומספקים מחסום כנגד חיידקים, החיוניים להישרדותם. מה שהוא כמו כן, מעניין מאוד הוא שנראה כי ליפידים אלה משמשים רמזים כימיים המשפיעים על אינטראקציות בין -מיניות, כמו טורפים. Pristionchus Pacificus מונחה על ידי מגע פיזי עם שומני השטח של טרפו, Caenorhabditis elegansושינויים בשומנים אלה יכולים להגביר את רגישות הטרף לטורף. "

השגת רמת הבנה זו של כימיות השטח של תולעים אלה וכיצד הם משפיעים על אינטראקציה והישרדות פותחת תחומים חדשים של גילוי מדעי ויכולים בסופו של דבר לעזור בפיתוח אסטרטגיות להילחם בתולעים טפיליות ובמחלות שהם גורמים. "

מחקר זה נערך בשיתוף עם מעבדת Lightfoot, בהובלת ד"ר ג'יימס לייטפוט, במכון מקס פלאנק לנוירוביולוגיה של התנהגות – קיסר בבון, גרמניה. עבודה זו מומנה על ידי מלגת חקר נוטינגהאם (אוניברסיטת נוטינגהאם), המועצה לחקר ההנדסה והמדעי הגופנית, אגודת מקס פלאנק, ועל ידי קרן המחקר הגרמנית.