Tectitethya crypta — вид губоксемейства Tethyidae . [1] Его классифицированное семейство характеризуется четырнадцатью различными известными родами, одним из которых является Tectitethya . [2] Это массивная мелководная губка, обнаруженная в Карибском море . [ 3 ] [4] Эта губка была впервые обнаружена Вернером Бергманном в 1945 году и позднее классифицирована де Лаубенфельсом в 1949 году. Она находится в рифовых районах, расположенных на более мягких субстратах, таких как песок или ил. [5] [6] Часто она покрыта песком и водорослями. [3] [4] Это приводит к внешнему виду, который имеет кремовый/серый цвет; однако, когда животное смывают с его осадочных покрытий, его план тела кажется более зеленым и серым. Он характеризуется выступающими из полости тела устьями, способными резко открываться или закрываться, изменяя желаемую скорость потока воды через его мезогиль .
Эта губка широко известна своим вкладом в область медицины как источник мощных аналогов нуклеозидов, используемых при лечении ВИЧ, острого миелоидного лейкоза, рака поджелудочной железы, лихорадки Эбола и других. Нуклеозиды спонготимидин и спонгоуридин были выделены из этой губки, обеспечив основу для противовирусных препаратов и противораковых препаратов. [3] [4] Видарабин , противовирусный препарат , был получен из этих соединений. [7] Открытие этих нуклеозидов также привело к разработке цитарабина для клинического использования при лечении лейкемии и лимфомы . [8] Гемцитабин , фторированное производное цитарабина, используется для лечения рака поджелудочной железы, молочной железы, мочевого пузыря и немелкоклеточного рака легких. [8] Содержа такие ценные соединения, свободно живущие внутри животного, T. crypta сформировала настоящий и будущий мир медицины.
Как описывает Лаубенфельс, тело этой губки аморфное, громоздкое и размером примерно с кулак. Его размеры составляют около 4 на 7 на 12 сантиметров (1,6 дюйма × 2,8 дюйма × 4,7 дюйма) и могут иметь цилиндрическую, коническую или полусферическую форму. [2] Более поздние исследования показали более широкий диапазон размеров внутри этого вида. Самый внешний видимый слой животного имеет плоские бугорки диаметром приблизительно от 3 до 5 миллиметров и толстый слой осадка. Его фактический оливковый пигмент нелегко увидеть под этим слоем песка/осадка. В сгруппированных пучках на поверхности животного находятся структуры, называемые мегасклерами, расходящиеся и разветвляющиеся наружу. Кончики лучей закруглены; микрорастры имеют диаметр от 8 до 12 микрометров. Звездчатые спикулы составляют слой под его внешним скелетом. T. crypta не характеризуется наличием коры. [2]
Три основные фазы развития были идентифицированы в связи с локализацией осадка в теле губок. [3] Маленькие губки характеризуются сферической формой и равномерно распределенным осадком. Средние губки T. crypta имеют коническую форму, а их осадок концентрируется около их дна или основания. Более крупные губки имеют неправильную форму и также равномерно распределенные осадки. С каждым размером тела каждая приобретает разные привычки. Меньшие губки не прикреплены и, как видно, отдыхают и свободно катятся. Средние губки также не прикреплены; однако они все еще обладают большой устойчивостью благодаря своей форме и концентрации осадка. Наконец, более крупные губки прикреплены на своем нижнем конце. Обычно 67% их тела зарыто в песок.
T. crypta способны к сильным сокращениям тела и позволяют оскуле двигаться (открываться/закрываться) с большой скоростью. Фактически, эта губка способна полностью закрывать свой оскулюм, что, как было доказано, является полезной адаптацией для животного, живущего в песчаной среде. Остии имеют размер около 1 миллиметра и располагаются группами вдоль фланга губки. [ 5] Оскулюм , имеющий диаметр от 20 до 25 миллиметров, виден около вершины конуса. Эти структуры обладают способностью сокращаться. Способность циркулировать воду через донные отложения, возможно, создает богатую питательными веществами и привлекательную среду для других организмов, живущих в губках или рядом с ними. [5]
Грязная внешняя часть губки, забитая слоями водорослей/осадка/песка, служит определенной цели для животного и, как было показано, поддерживает структурную организацию у всех его видов. Песок, который попадает в тело, будет организован по шаблонам, определяемым его гранулометрией и размером губки. [3] Эта сортировка и распределение происходят в хоаносоме: осадки размером менее 500 микрометров собираются в кластеры (известные как ядра), в то время как более крупные частицы распределяются равномерно по телу губки. Было отмечено, что губки T. crypta предпочитают отбор мелких зерен осадка в диапазоне от 40 до 60 микрометров. [3] Дополнительный анализ с помощью микроскопических инструментов выявил высокий отбор для аллоктонных спикул губок, радиолярий и диатомовых водорослей. [3] Необходим более глубокий анализ включенного осадка для выявления дополнительных материалов и клеток, которые на данный момент не были идентифицированы. Песок в конечном итоге транспортируется определенной клеткой в желаемое место с помощью клеточного пути, который облегчает транспортировку осадка из эктосомы в накопленные ядра. [3] Онтогенез губки T. crypta в значительной степени зависит от этого процесса включения и организации осадка. Дифференциация между более мелкими и крупными осадками и их соответствующим местоположением оказалась полезной для определения возможного функционирования позиционирования этих частиц на поверхности губки. Более мелкие, мелкие осадки упакованы в ядра внутри тела губки, в то время как более крупные зерна расположены по направлению к основанию губки; эта локализация помогает закрепить и стабилизировать губку с помощью гравитации. [9] Осадки частично участвуют в морфогенезе животного. Формирование кластеров ядер стабилизирует тело губки, позволяя животному изменять структуру своего скелета. Затем радиальная морфология может измениться на разветвленную, что в дальнейшем позволяет животному развиться в его массивную, нерегулярную полностью сформированную форму.
T. crypta являются фильтраторами, использующими свои хоаноциты для создания внутреннего тока и втягивания питательных веществ. Процесс фильтрационного питания проходит следующим образом: остиум, спонгоцель и оскулюм. В середине этого пути питательные вещества могут быть поглощены и приняты губкой для использования. T. crypta обычно питаются следующими организмами: Chaetoceros, pinnulaira, striatella unipunctata и skeleronema tropicum. [10]
Размножение T. crypta может быть яйцекладущим с помощью личинок паренхимеллы или бесполым ( почкованием ) [2] .
Tectitethya crypta можно найти на мелководье, всего на глубине от 1 до 20 метров в Карибском море . [6] Он обитает на мягком субстрате, обычно в таких веществах, как ил, песок или глина. Географически он может быть расположен на рифе около Флорида-Кис, Драй-Тортугас и северо-западных берегов Кубы, а также на западном побережье Флориды. [6] Более крупные из губок, размером около 1,5-10 литров в объеме, обычно находятся прикрепленными к своему субстрату, в то время как более мелкие губки этого вида, размером около 0,5-1,5 литров в объеме, обычно находятся неприкрепленными и свободно покоятся на дне. [3]
Открытие T. crypta позволило открыть первые фармацевтические препараты, полученные из губки. Два нуклеозида, спонготимидин и спонгоуридин, задокументированы как два аналога нуклеозидов, используемых в синтезе лекарств, спасающих жизни сегодня. Это натуральные продукты, а не искусственно синтезированные. Было показано, что морские натуральные продукты (MNP) обладают более сильными биоактивными свойствами, чем продукты наземных организмов, обладая цитотоксическими и антипролиферативными агентами. [11] Понимание этого позволило ученым осознать роль, которую эти мощные химические вещества могут играть в механизмах химической защиты и защиты от добычи. Это может быть в случае с T. crypta , поскольку это сидячий организм, не обладающий иммунной системой. [12] Лечение лейкемии с помощью Ara-C ( цитарабина ) является первым задокументированным противораковым средством, полученным из губки. [13] Фактически, он был одобрен FDA в 1969 году для лечения неходжкинской лимфомы, миелоидного и миелоцитарного лейкоза. [12] На сегодняшний день цитарабин является одним из самых важных средств для противораковой терапии. [14] Препарат отключает полимеразу дезоксирибонуклеиновой кислоты, подавляя синтез ДНК во время фазы S клеточного цикла. [6] Это открытие позволило ученым манипулировать репликацией вирусной ДНК внутри ее хозяина и полностью остановить ее деление. Это знаковое открытие привело к разработке азидотимидина (AZT) с использованием Ara-A. Азидотимидин используется для лечения ВИЧ-инфицированных людей. Сегодня в офтальмологии используется только Видарабин (Ara-A). [12] Фторированное производное Ara-C способствовало прогрессу в лечении рака легких, поджелудочной железы, молочной железы и мочевого пузыря. [15] Этот препарат известен как гемцитабин — доказано его эффективность против солидных опухолей, таких как эти. [14] Манипуляции с этими двумя оригинальными аналогами нуклеозидов, полученными от T. crypta, предоставили ученым и медицинским работникам возможность предложить людям потенциальные лекарства от разрушительных болезней — и вдохновили будущее медицины на поиск «природных» лекарств в море.