Исследователи проследили происхождение класса токсинов, называемых сериновыми протеазами калликреина, от белка слюны, обнаруженного у общего предка змей и млекопитающих.Нетоксичные калликреины из слюны млекопитающих, в том числе те, что обнаружены в слюне мышей и человека, также произошли от одного и того же предкового гена. Об этом пишет журнал BMC Biology.
Ядовитые укусы могут быть у змей, некоторых ящериц и даже у некоторых млекопитающих. Хотя эти клоны разделились более 300 миллионов лет назад, их яды произошли из одного и того же предкового слюнного белка.
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) в Японии и Австралийского национального университета сосредоточили свое внимание на классе токсинов, обнаруженных в большинстве ядов змей и всех других ядах рептилий и млекопитающих, называемых сериновыми протеазами калликреина, и проследили их происхождение от гена, найденного у общего предка.
«Яды — это коктейли из токсичных белков, которые эволюционировали во всем животном царстве, обычно как метод убийства или обездвиживания добычи», — объясняет Агниш Баруа, соавтор и аспирант OIST.— «Системы орального яда у змей особенно сложны, и происхождение их ядов до сих пор неясно».
В предыдущей статье Баруа и его коллеги обнаружили, что слюнная железа млекопитающего и железа яда змеи имеют сходный образец активности в группе регуляторных генов. Ученые предположили, что основа, необходимая для развития яда, существует как у змей, так и у млекопитающих.
«В этой статье мы выдвинули гипотезу о том, что у предков змей и млекопитающих была общая группа генов, обладающих токсическим потенциалом», — рассказал Баруа. — «Змеи и млекопитающие пошли разными эволюционными путями, при этом змеиные линии эволюционировали в разнообразные и все более токсичные смеси, в то время как у млекопитающих яд эволюционировал, но в гораздо меньшей степени. Но мы хотели знать, произошли ли токсины в яде млекопитающих и змеи от общего предкового гена».
Сериновые протеазы калликреина — это своего рода фермент, расщепляющий белок, который играет ключевую роль в регулировании артериального давления. Слюна млекопитающих содержит небольшое количество этих белков, хотя их функция до сих пор остается неясной. Но у ядовитых змей и млекопитающих, таких как землеройки и соленодоны, эти белки приобрели токсичность. При введении в больших количествах они резко снижают артериальное давление, потенциально вызывая потерю сознания и даже смерть.
Ранее исследователи заметили биохимическое сходство между сериновыми протеазами калликреина в ядах змей и в слюне млекопитающих, но ученые до сих пор не знали, связаны ли они на самом деле. «Существует так много различных сериновых протеаз, которые имеют высокую степень сходства, что до сих пор было слишком сложно выделить нужные гены, необходимые для определения эволюционной истории», — сказал Баруа.
Благодаря недавним достижениям в области геномных методов исследовательская группа смогла идентифицировать и сравнить все гены калликреина у рептилий, земноводных, рыб и млекопитающих, чтобы создать эволюционное древо.
Интересно то, что они обнаружили, что сериновые протеазы калликреина змеиного яда и калликреины слюны млекопитающих произошли от одного и того же предкового гена.
«Это действительно убедительное доказательство нашей гипотезы о том, что яд произошел от общей группы генов у предка, который обладал токсическим потенциалом», — сказал Баруа. — «Но самым удивительным было то, что нетоксичные калликреины слюны, подобные тем, которые обнаруживаются у людей и мышей, также произошли от одного и того же предкового гена».
Читайте также:
Очень странная Вселенная: явления и объекты в космосе, которые сложно представить
Ученые выдвинули новую теорию происхождения черных дыр
Исследование из Китая: штамм омикрон обходит защиту от вакцинации и перенесенного COVID-19