Jedy světlušek a dravých kovaříků rodu Drilus bude v letošním roce zkoumat Dominik Kusý, který získal roční studentský grant Univerzity Palackého. Cílem je provést u vybraných druhů první charakterizaci toxinů produkovaných jedovými žlázami larev a přispět tak k pochopení evoluce jedu u brouků. Mladý vědec ale nevylučuje ani možnost, že by analýzy mohly odhalit nové biologicky aktivní látky potenciálně využitelné v ochraně rostlin nebo medicíně.
„Použití jedů při lovu je u hmyzu mnohem častější, než by se na první pohled zdálo. V porovnání s ostatními skupinami jsou však naše znalosti o funkci a složení používaných jedů u brouků nekompletní. Kromě studie z 50. let minulého století, která předpokládá neurotoxickou aktivitu jedu světlušek, žádná studie neexistuje. Proto jsem se rozhodl využít spolupráce s kolegou z laboratoře Eivinda Undheima na Univerzitě v Oslu, který se věnuje evoluci jedů u živočichů obecně. Jím využívanou metodu přenesu na Univerzitu Palackého a využiju ji pro skupinu světluškovité,“ uvedl vědec, který v CATRIN působí ve výzkumné skupině Biodiverzita a molekulární evoluce a je posluchačem doktorského studia na přírodovědecké fakultě.
Ideálními kandidáty na modelové druhy se staly světluška větší (ve střední Evropě žijící Lampyris noctiluca) a kovařík z rodu Drilus. V obou případech se jedná o predátory, lze je chovat v laboratorních podmínkách a jejich vývojový cyklus je při optimálních podmínkách krátký.
„Dospělci těchto skupin sami o sobě jedovatí nejsou a ve většině případů ani nepřijímají potravu, ale larvy těchto skupin jsou nemilosrdnými predátory a živí se zkapalněnými tkáněmi své kořisti, podobně jako pavouci. Tito predátoři uloví vše, co jim přijde do cesty – světlušky se živí převážně plži a kroužkovci, jejich příbuzní i mnohonásobně většími mnohonožkami. Obě tyto skupiny si nezávisle na sobě vyvinuly k usmrcení kořisti jed produkovaný žlázami ústního ústrojí,“ objasnil Kusý.
Při zkoumání složení jedu brouků využije kombinace nejmodernější metodiky genomických a proteomických analýz. Získané informace budou v následujících studiích použity pro srovnávací genomiku nepříbuzných linií, což umožní lépe pochopit evoluci a fungování jedů u hmyzu. Ve spolupráci s Univerzitou v Oslu hodlá vědec identifikovat a charakterizovat peptidy a proteiny přítomné ve slinách pomocí hmotnostní spektrometrie.
„Jedná se tedy spíše o základní výzkum a první krok k pochopení evoluce jedu u brouků, ale může to také být cesta, která povede k aplikovanému výzkumu a objevení nových biologicky aktivních látek s využitím v ochraně rostlin a medicíně. Výsledky je možné použít rovněž pro studie zkoumající použití larev jako biologické ochrany před plži. Když budeme znát sekvenci produkující toxin, můžeme ho jednoduše vytvořit v laboratoři a využít proti specifickým škůdcům,“ doplnil Kusý.
Univerzita Palackého projekt podpořila částkou zhruba 479 tisíc korun. Odbornými mentory budou vedoucí skupiny Biodiverzita a molekulární evoluce CATRIN Ladislav Bocák a Jan Philip Øyen z Univerzity v Oslu.