一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，在蛇和哺乳動(dòng)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(lèi)稱(chēng)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(shù)的結(jié)果還表明，哺乳動(dòng)物中的無(wú)毒唾液激肽釋放酶，包括在小鼠和人類(lèi)唾液中發(fā)現(xiàn)的那些，也從相同的祖先基因進(jìn)化而來(lái)
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(dòng)物祖先中存在的一組具有潛在毒性的常見(jiàn)基因進(jìn)化而來(lái)的。
蛇、一些蜥蜴甚至一些哺乳動(dòng)物都可能會(huì)被毒蛇咬傷?？茖W(xué)家們今天在BMC Biology 上報(bào)告說(shuō)，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(lái)的。
來(lái)自沖繩科學(xué)技術(shù)研究生院 (OIST) 和澳大利亞國(guó)立大學(xué)的研究人員專(zhuān)注于在大多數(shù)蛇毒和所有其他爬行動(dòng)物和哺乳動(dòng)物毒液中發(fā)現(xiàn)的一類(lèi)毒素，稱(chēng)為激肽釋放酶絲氨酸蛋白酶，并將它們的起源追溯到一個(gè)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(shuō)：“毒液是在整個(gè)動(dòng)物王國(guó)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(lái)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(dòng)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(dòng)模式，這表明毒液進(jìn)化所需的基礎(chǔ)存在于蛇和哺乳動(dòng)物中。
“在那篇論文中，我們假設(shè)在蛇和哺乳動(dòng)物的祖先中，有一組具有潛在毒性的共同基因，”Barua 說(shuō)。“然后蛇和哺乳動(dòng)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(lái)越大的混合物，而在哺乳動(dòng)物中，毒液確實(shí)進(jìn)化了，但程度要小得多。但我們想知道的是哺乳動(dòng)物和蛇毒中的毒素是否是從一個(gè)共同的祖先基因進(jìn)化而來(lái)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(dòng)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(dòng)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(shí)，它們會(huì)顯著降低血壓，可能導(dǎo)致失去知覺(jué)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(dòng)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(shí)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(shuō)。
隨著基因組方法的最新進(jìn)展，研究小組能夠識(shí)別和比較爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)和哺乳動(dòng)物中的所有激肽釋放酶基因，以創(chuàng)建進(jìn)化樹(shù)。
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