蛇的毒液和哺乳動物的唾液蛋白有著共同的起源

一項新研究發(fā)現(xiàn)，在蛇和哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的毒液具有共同的起源

研究人員將一類稱為激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶的毒素的起源追溯到在共同祖先中發(fā)現(xiàn)的唾液蛋白

進(jìn)化樹的結(jié)果還表明，哺乳動物中的無毒唾液激肽釋放酶，包括在小鼠和人類唾液中發(fā)現(xiàn)的那些，也從相同的祖先基因進(jìn)化而來

該研究為以下假設(shè)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，即毒液是從蛇和哺乳動物祖先中存在的一組具有潛在毒性的常見基因進(jìn)化而來的。

蛇、一些蜥蜴甚至一些哺乳動物都可能會被毒蛇咬傷?？茖W(xué)家們今天在BMC Biology 上報告說，雖然這些譜系在 3 億多年前分裂，但它們的毒液是從相同的祖先唾液蛋白進(jìn)化而來的。

來自沖繩科學(xué)技術(shù)研究生院 (OIST) 和澳大利亞國立大學(xué)的研究人員專注于在大多數(shù)蛇毒和所有其他爬行動物和哺乳動物毒液中發(fā)現(xiàn)的一類毒素，稱為激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶，并將它們的起源追溯到一個基因在共同的祖先中發(fā)現(xiàn)。

OIST 的共同第一作者和博士生 Agneesh Barua 解釋說：“毒液是在整個動物王國中進(jìn)化的有毒蛋白質(zhì)的混合物，通常是作為一種殺死或固定獵物的方法。”“在蛇身上發(fā)現(xiàn)的口腔毒液系統(tǒng)特別復(fù)雜，它們毒液的來源仍不清楚。”

在之前的一篇論文中，Barua 和他的同事發(fā)現(xiàn)哺乳動物的唾液腺和蛇毒腺在一組調(diào)節(jié)基因中具有相似的活動模式，這表明毒液進(jìn)化所需的基礎(chǔ)存在于蛇和哺乳動物中。

“在那篇論文中，我們假設(shè)在蛇和哺乳動物的祖先中，有一組具有潛在毒性的共同基因，”Barua 說。“然后蛇和哺乳動物采取了不同的進(jìn)化路徑，蛇譜系進(jìn)化出多樣化且毒性越來越大的混合物，而在哺乳動物中，毒液確實進(jìn)化了，但程度要小得多。但我們想知道的是哺乳動物和蛇毒中的毒素是否是從一個共同的祖先基因進(jìn)化而來的。”

激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶是一種蛋白質(zhì)降解酶，在調(diào)節(jié)血壓中起關(guān)鍵作用。哺乳動物唾液中含有少量這些蛋白質(zhì)，盡管它們的功能至今仍不清楚。但在毒蛇和哺乳動物中，如鼩鼱和鼩鼱，這些蛋白質(zhì)已經(jīng)進(jìn)化出毒性。當(dāng)大量注射時，它們會顯著降低血壓，可能導(dǎo)致失去知覺甚至死亡。

早期，研究人員注意到蛇毒中的激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶與哺乳動物唾液中的激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶之間的生化相似性，但科學(xué)家直到現(xiàn)在才知道它們實際上是否相關(guān)。“有很多不同的絲氨酸蛋白酶具有高度的相似性，直到現(xiàn)在，分離確定進(jìn)化歷史所需的正確基因還是太困難了，”Barua 說。

隨著基因組方法的最新進(jìn)展，研究小組能夠識別和比較爬行動物、兩棲動物、魚類和哺乳動物中的所有激肽釋放酶基因，以創(chuàng)建進(jìn)化樹。

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