Змеи, некоторые ящерицы и даже некоторые млекопитающие могут иметь ядовитый укус. Хотя эти виды разделились более 300 миллионов лет назад, их яды произошли от одного и того же предкового белка слюнной железы, сообщают ученые в журнале BMC Biology.
Исследователи из Окинавского института науки и технологии (OIST) в Японии и Австралийского национального университета сосредоточили внимание на классе токсинов, содержащихся в ядах большинства змей и всех других рептилий и млекопитающих, называемых калликреин-сериновыми протеазами, и проследили их происхождение до гена, найденного у общего предка.
“Яды – это коктейли токсичных белков, которые эволюционировали во всем животном мире, обычно как метод убийства или обездвиживания добычи. – рассказывает Агниш Баруа, аспирант OIST. – Системы оральных ядов, обнаруженные у змей, особенно сложны, и происхождение их ядов до сих пор неясно”.
В предыдущей работе Баруа с коллегами обнаружили, что слюнная железа млекопитающих и ядовитая железа змей имеют схожие паттерны активности в группе регуляторных генов, что позволяет предположить, что основа, необходимая для развития яда, существует как у змей, так и у млекопитающих.
“В этой работе мы предположили, что у предков змей и млекопитающих была общая группа генов с токсическим потенциалом. – говорит Баруа. – Затем змеи и млекопитающие пошли разными путями эволюции, причем у змей развивалась разнообразная и все более токсичная смесь, а у млекопитающих яд действительно развивался, но в гораздо меньшей степени. Но мы хотели узнать, происходят ли токсины в ядах млекопитающих и змей от общего наследственного гена”.
Сериновая протеаза калликреин – это фермент, расщепляющий белок, который играет ключевую роль в регулировании кровяного 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 развили токсичность. При введении в больших количествах они резко снижают кровяное давление, потенциально вызывая потерю сознания и даже смерть.
В начале исследования ученые заметили биохимическое сходство между сериновыми протеазами калликреина в змеином яде и протеазами в слюне млекопитающих, но до сих пор ученые не знали, действительно ли они родственны.
Благодаря последним достижениям в области геномных методов, исследовательская группа смогла идентифицировать и сравнить все гены калликреина у рептилий, амфибий, рыб и млекопитающих, чтобы создать эволюционное дерево.
В результате выяснилось, что сериновые протеазы калликреина змеиного яда и калликреины слюнных желез млекопитающих произошли от одного и того же предкового гена.
