Дослідники простежили походження класу токсинів, званих сериновими протеазами калікреїни, від білка слини, виявленого у загального предка змій і ссавців. Нетоксичні калікреїни зі слини ссавців, у тому числі ті, що виявлені в слині мишей і людини, також походять від одного і того ж предкового гена. Про це пише журнал BMC Biology.
Отруйні укуси можуть бути у змій, деяких ящірок і навіть у деяких ссавців. Хоча ці клони розділилися понад 300 мільйонів років тому, їх отрути походять з одного і того ж предкового слинного білка.
Дослідники з Окінавського інституту науки і технологій (OIST) в Японії та Австралійського національного університету зосередили свою увагу на класі токсинів, виявлених у більшості отрут змій та всіх інших отрут рептилій та ссавців, які називаються сериновими протеазами калікреїни, і простежили їх походження від гена, знайденого у спільного предка.
“Отрути – це коктейлі з токсичних білків, які розвивалися у всьому тваринному царстві, як правило, як спосіб вбивства або знерухомлення здобичі”, – пояснює Агніш Баруа, співавтор та аспірант OIST.- “Системи оральної отрути у змій особливо складні, і походження їх отрут досі неясно».
У попередній статті Баруа і його колеги виявили, що слинна залоза ссавця і залоза отрути змії мають подібний зразок активності в групі регуляторних генів. Вчені припустили, що основа, необхідна для розвитку отрути, існує як у змій, так і у ссавців.
«У цій статті ми висунули гіпотезу про те, що у предків змій і ссавців була загальна група генів, що володіють токсичним потенціалом», — розповів Баруа. – “Змії і ссавці пішли різними еволюційними шляхами, при цьому зміїні лінії еволюціонували в різноманітні і все більш токсичні суміші, в той час, як у ссавців отрута еволюціонувала, але в набагато меншій мірі. Але ми хотіли знати, чи походять токсини в отруті ссавців і змії від загального предкового гена”.
Серинові протеази калікреїни – це свого роду фермент, що розщеплює білок, який відіграє ключову роль у регулюванні артеріального тиску. Слина ссавців містить невелику кількість цих білків, хоча їх функція досі залишається неясною. Але у отруйних змій і ссавців, таких як землерийки і соленодони, ці білки набули токсичність. При введенні у великих кількостях вони різко знижують артеріальний тиск, потенційно викликаючи втрату свідомості і навіть смерть.
Раніше дослідники помітили біохімічну схожість між сериновими протеазами калікреїни в отрутах змій і в слині ссавців, але вчені досі не знали, чи пов’язані вони насправді. “Існує так багато різних серинових протеаз, які мають високий ступінь подібності, що дотепер було занадто складно виділити потрібні гени, необхідні для визначення еволюційної історії», — сказав Баруа.
- Встановлено, навіщо морські хижаки їдять медуз
- Біля узбережжя Болгарії масово гинуть дельфіни
- Загадкові коливання кисню викликали надзвичайно сильне масове вимирання
Завдяки недавнім досягненням в області геномних методів дослідницька група змогла ідентифікувати і порівняти всі гени калікреїни у рептилій, земноводних, риб і ссавців, щоб створити еволюційне дерево.
Цікаво те, що вони виявили, що серинові протеази калікреїни зміїної отрути і калікреїни слини ссавців походять від одного і того ж предкового гена.
«Це дійсно переконливий доказ нашої гіпотези про те, що отрута походить від загальної групи генів у предка, який мав токсичний потенціал», — сказав Баруа. « — Але найдивовижнішим було те, що нетоксичні калікреїни слини, подібні до тих, які виявляються у людей і мишей, також походять від одного і того ж предкового гена».