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Investigating the Molecular Basis for Lead Resistance in the Common Raven

English title Investigating the Molecular Basis for Lead Resistance in the Common Raven
Applicant Shoshan Michal
Number 190355
Funding scheme Spark
Research institution Institut für Chemie Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Biochemistry
Start/End 01.02.2020 - 31.01.2021
Approved amount 100'000.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Biochemistry
Inorganic Chemistry

Keywords (3)

Natural products; Metal poisoning; Chelating agents

Lay Summary (German)

Lead
Bleihaltige Munition, wie sie in der Jagd eingesetzt wird, ist typischerweise tödlich für Aasfresser wie Adler oder Kondore, aber nicht für Kolkraben. Obwohl Raben in der Jagdsaison von den selben bleikontaminierten Eingeweiden fressen wie andere Aasfresser und erhöhte Bleikonzentrationen im Blut aufweisen, überleben sie ohne Bleivergiftungssymptome. Das Ziel dieses Projekt ist herauszufinden, durch welchen Mechanismus Raben eine erhöhte Aufnahme von Blei überleben können. Unsere Grundhypothese ist, dass ein natürlicher Chelator in den Körperflüssigkeiten der Raben die Ausscheidung der Bleiionen ermöglicht und für die Resistenz dieser Spezies verantwortlich ist.
Lay summary

Bleihaltige Munition, wie sie in der Jagd eingesetzt wird, ist typischerweise tödlich für Aasfresser wie Adler oder Kondore, aber nicht für Kolkraben. Obwohl Raben in der Jagdsaison von den selben bleikontaminierten Eingeweiden fressen wie andere Aasfresser und erhöhte Bleikonzentrationen im Blut aufweisen, überleben sie ohne Bleivergiftungssymptome. Das Ziel dieses Projekt ist herauszufinden, durch welchen Mechanismus Raben eine erhöhte Aufnahme von Blei überleben können. Unsere Grundhypothese ist, dass ein natürlicher Chelator in den Körperflüssigkeiten der Raben die Ausscheidung der Bleiionen ermöglicht und für die Resistenz dieser Spezies verantwortlich ist.

Blutplasma- und Kotproben von Kolkraben und Steinadlern, die aus Jagdrevieren gesammelt wurden, werden durch biochemische und analytische Methoden untersucht, um ein Blei chelierendes Molekül zu identifizieren und zu verstehen. Solch ein Molekül dient als Leitstruktur und wird als mögliches Medikament für die blei-selektive Chelationstherapie weiterentwickelt.

Direct link to Lay Summary Last update: 20.11.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Abstract

Lead (Pb) is highly toxic to almost every organism, ranging from bacteria to humans; all are susceptible to exposure due to various environmental contaminations. Pb-containing bullets that are used in hunting are typically tragically fatal for various scavengers such as eagles and condors, but not for common ravens. Though ravens consume the same gut pile contaminated with Pb as other scavengers during the hunting season and elevated levels of Pb are found in their blood during these periods compared with non-hunting seasons, ravens survive and exhibit no Pb poisoning symptoms such as neurological damage. This specific natural resistance provides an unusual opportunity to discover a potential natural chelator that has evolved in the common raven. The goal of this project is to identify the mechanism by which ravens can survive elevated consumption of Pb. Our ground hypothesis is that a natural chelator in the body fluids of ravens enables the detoxification of the Pb ions and gives rise to this species’ resistance.Blood plasma and feces of common ravens and golden eagles that were collected from hunting grounds will be investigated using biochemical and analytical techniques and bioinformatics tools to isolate and elucidate a molecule for chelating Pb. Such a molecule will serve as a lead compound that will be further developed as a drug candidate for selective Pb-chelation therapy.
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