Биохимики объяснили зеленую окраску кузнечиков

Феномен зеленой маскирующей окраски насекомых интересовал исследователей на протяжении полутора веков, однако до сих пор точный молекулярный механизм, приводящий к такой окраске, оставался неизвестным. Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН вместе с коллегами из МГУ и ИБХ РАН открыли и описали уникальный зеленый белок из покровов певчего кузнечика Tettigonia cantans, отвечающий за цвет насекомого. В статье, опубликованной в PNAS, исследователи определили трехмерное строение этого белка, получившего название DBXN. К удивлению биохимиков, близкими к DBXN оказались белки, которые помогают накапливать питательные вещества в яйцах яйцекладущих животных. Похожий механизм формирования окраски был обнаружен авторами статьи также у некоторых гусениц и пауков. Исследование проводилось при поддержке Минобрнауки России.

Певчий кузнечик Tettigonia cantans — крупный представитель семейства в средней полосе России. Многие из нас не раз слышали его громкое стрекотание в траве и кустах теплыми летними вечерами. Другой характерный признак этого насекомого — маскировочная окраска, благодаря которой его очень трудно заметить в зеленой листве. Химическая природа пигментов, которые отвечают за цвет кузнечиков, была определена еще в середине XX века, однако молекулярный механизм, обеспечивающий их накопление, известен не был. Найти ответ на этот вопрос смогли сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН.

Для этого они выделили водорастворимую фракцию из покровов кузнечика и очистили от примесей белок, обладающий изумрудным оттенком. При добавлении к белку органических растворителей окраска разделилась по фазам на желтую и синюю из-за двух разных пигментов. Желтым пигментом оказался ксантофилл лютеин, в то время как синий компонент имел билиновую природу. Исследователи дали ему название дибилиноксантинин (сокращенно — DBXN), где «ди» указывает на два красителя, а «билин» и «ксантин» — на их названия.

«С самого начала работы с каротиноид-связывающими белками появилась мечта открыть новый цветной белок. Опыт, полученный за время работы с ними в лаборатории, позволил сформулировать, где, что и какими методами стоит искать. Исходно мы не знали, в каком конкретно насекомом найдется новый белок, но после предварительных исследований выбор пал именно на кузнечиков. Непередаваемые ощущения — впервые держать в руках пробирку с цветным белком, который никто и никогда не исследовал до тебя», — поделился впечатлениями Никита Егоркин, младший научный сотрудник лаборатории белок-белковых взаимодействий ФИЦ Биотехнологии РАН.