Когда неприятного человека называют змеей, его речь – ядом, а общение с ним воспринимается токсичным, то, с точки зрения биологии, это больше не метафора.
Ученые пришли к выводу, что между змеиным ядом и слюной млекопитающего, в том числе человека, есть много общего, например, происхождение.
Исследователи из Японии и Австралии сосредоточились на классе токсинов, обнаруженных в большинстве ядов змей и всех других ядов рептилий и млекопитающих, называемых калликреин-сериновыми протеазами, и проследили их происхождение до гена, обнаруженного у общего предка.
«Яды — это коктейли из токсичных белков, которые эволюционировали во всем животном мире, как правило, как метод убийства или обездвиживания добычи, — поясняет Агниш Баруа, соавтор исследования, — В этой статье мы выдвинули гипотезу, что у предков змей и млекопитающих существовала общая группа генов, которые обладали токсическим потенциалом. Затем змеи и млекопитающие пошли разными эволюционными путями, причем змеи развивали разнообразные и все более токсичные смеси, в то время как у млекопитающих яд действительно эволюционировал, но в гораздо меньшей степени. Но мы хотели знать, произошли ли токсины, содержащиеся в яде млекопитающих и змей, от общего наследственного гена».
Калликреинсериновые протеазы — это своего рода фермент, разрушающий белок, играющий ключевую роль в регулировании кровяного давления. Слюна млекопитающих содержит небольшое количество этих белков, хотя их функция остается неясной и по сей день. Но у ядовитых змей и млекопитающих, таких как землеройки, эти белки развили токсичность. При введении в больших количествах они резко снижают кровяное давление, потенциально приводя к потере сознания и даже смерти.
На раннем этапе исследователи заметили биохимическое сходство между калликреинсериновыми протеазами в змеином яде и протеазами в слюне млекопитающих, но ученые до сих пор не знали, действительно ли они связаны.
Благодаря последним достижениям в области геномных методов исследования ученые смогли идентифицировать и сравнить все гены калликреина у рептилий, амфибий, рыб и млекопитающих, создав эволюционное древо.
Поразительно, но было обнаружено, что сериновые протеазы калликреина змеиного яда и калликреины слюны млекопитающих действительно произошли от одного и того же наследственного гена.
«Это действительно убедительное доказательство нашей гипотезы о том, что яд развился из общей группы генов у предка, обладавшего токсическим потенциалом, — считает Баруа. Но самым удивительным было то, что нетоксичные калликреины слюны, подобные тем, что обнаружены у людей и мышей, также произошли от одного и того же наследственного гена».
В целом эти данные свидетельствуют о том, что белки калликреина слюны у млекопитающих, включая людей, также обладают эволюционным потенциалом стать токсичными.
Но может ли слюна человека в ходе эволюции превратиться в яд?
Баруа уверен, что нет. «Если у нас есть строительные блоки для создания яда, это не значит, что мы начнем производить яд. Производство яда энергетически дорого, для этого должно было быть сильное экологическое давление, которого не оказывается на людей и большинство млекопитающих».
Однако важно понимать, что на самом деле грань между ядовитыми и неядовитыми млекопитающими более размыта, чем считалось ранее.
23.12.2021
Константин Тимофеев
Нет комментариев