Международная команда биологов, в которую входят россияне Константин Табачник и Вячеслав Иваненко, обнаружила хитин в скелетах морских губок Accarnus wolffgangi и Chinoclathria gibbosa. Это первый пример обнаружения хитина в губках, не относящихся к отряду Verongiida. Результаты исследования опубликованы в журнале PLoS ONE.
Хитин — природный полимер (C8H13O5N)n. Он относится к группе азотсодержащих полисахаридов и является основным компонентом экзоскелета членистоногих и некоторых других беспозвоночных, входит в состав клеточной стенки грибов. Для промышленности хитин интересен как сам по себе, так и в качестве источника для получения хитозана — этот полимер можно синтезировать из хитина, отщепив от каждого полимерного звена одну ацильную кислотную группу. В отличие от своего предшественника, хитозан хорошо растворяется в воде. Оба полимера являются биологически активными веществами и имеют широкую сферу применения от протезирования и доставки лекарств до повышения урожайности сельскохозяйственных растений.
Получают хитин из природного сырья — панцирей ракообразных, а также из некоторых видов грибов. Ранее биологи обнаружили этот полимер и в морских губках отряда Verongiida (его нашли даже в останках представителей этого отряда, живших в Кембрийском периоде).
В прошлом году биологи из пяти стран — Египта, Саудовской Аравии, России, Германии и Польши — объединились, чтобы попытаться найти хитин и в других морских губках. В начале ученые проверяли растворимость различных губок в растворе щелочи — содержащие хитин губки в нем не растворяются. Всего было протестировано 60 видов губок Красного моря. «Перспективными» (нерастворимыми) оказались только два из них — Accarnus wolffgangi и Ehinoclathria gibbosa. Оба вида относятся к отряду Poecilosclerida и ранее уже привлекали внимание ученых, но не из-за хитина, а из-за высокого содержания в них веществ с антивирусной и антимикробной активностью — например, группы азотсодержащих акарнидинов.
Исследователям удалось выделить хитин из образцов обеих губок и подтвердить его структуру несколькими методами: рамановской спектроскопией, масс-спектрометрией и сканирующей электронной микроскопией. Оказалось, что и Accarnus wolffgangi и Ehinoclathria gibbosa имеют в своем составе так называемый альфа-хитин, цепи которого организованы в сложную трехмерную структуру. Это отличает хитин из губок от хитина, получаемого из ракообразных и грибов, -— последний обычно удается выделить только в форме порошка или хлопьев.
Сам процесс выделения хитина из губок достаточно прост: необходимо последовательно промыть их дистиллированной водой, растворами кислот и щелочей. В результате все органические и неорганические компоненты растворятся, оставив нерастворенным только хитин. Авторы считают, что найденные ими виды губок могут служить перспективными источниками не только веществ с антимикробной активностью, но и хитина.