研究：蛇的毒液和哺乳动物的唾液蛋白由同一祖先基因进化而来

来自日本冲绳科学技术大学研究生院(OIST)和澳大利亚国立大学的研究人员专注于研究在大多数蛇毒和所有其他爬行动物和哺乳动物的毒液中发现的一类毒素--称为激肽释放酶丝氨酸蛋白酶(kallikrein serine proteases)，另外还将它们的起源追溯到在一个共同祖先中发现的基因。

“毒液是由有毒蛋白质组成的鸡尾酒，其已经在整个动物界进化，通常是作为一种杀死或固定猎物的方法，”这项研究的论文共同第一作者、OIST的博士生Agneesh Barua指出，“在蛇中发现的口腔毒液系统特别复杂，它们的毒液的起源仍不清楚。”

在之前的一篇论文中，Barua和他的同事发现，哺乳动物的唾液腺和蛇的毒腺在一组调控基因中有着相似的活动模式，这表明蛇和哺乳动物中都存在毒液进化所需的基础。

“在那篇论文中，我们假设在蛇和哺乳动物的祖先中有一组共同的基因具有毒性潜力。蛇和哺乳动物随后走上了不同的进化之路，蛇的谱系进化出多样化和越来越多的有毒混合物，而在哺乳动物中，毒液确实在进化但程度要小得多。但我们想知道的是，哺乳动物和蛇类毒液内的毒素是否从一个共同的祖先基因进化而来，”Barua说道。

激肽释放酶丝氨酸蛋白酶是一种蛋白质降解酶，它在调节血压方面起着关键作用。尽管哺乳动物唾液的功能至今仍不清楚，但当中含有少量的该种蛋白质。然而在毒蛇和哺乳动物如鼩鼱和沟齿鼩中，这些蛋白质已经进化出了毒性。当大量注射时，它们会急剧降低血压有可能导致昏迷甚至死亡。

早期，研究人员注意到蛇毒中的激肽释放酶丝氨酸蛋白酶跟哺乳动物唾液中的丝氨酸蛋白酶在生化方面有相似之处，但科学家们直到现在才知道它们事实上是否有关联。Barua指出：“有许多不同的丝氨酸蛋白酶具有高度的相似性，直到现在，要分离出确定进化历史所需的正确基因太难了。”

随着基因组学方法的最新进展，该研究小组能识别和比较爬行动物、两栖动物、鱼类和哺乳动物的所有激肽释放酶以创建一个进化树。

令人振奋的是，他们发现蛇毒激肽释放酶和哺乳动物唾液激肽释放酶确实是从同一个祖先基因进化而来的。

“这确实是我们假设的有力证据，即毒液是从一个具有毒性潜力的祖先的共同基因组中进化而来的，然而最令人惊讶的是，无毒的唾液激肽释放酶如在人类和小鼠中发现的那些也是从同一个祖先基因进化而来的，”Barua表示。

事实上，研究人员发现，哺乳动物唾液中的无毒激肽释放酶跟蛇中发现的毒液毒素的关系比跟哺乳动物内发现的其他激肽释放酶的关系更为密切。

总体来说，这一证据表明，包括人类在内的哺乳动物中的唾液激肽释放酶也有进化成为有毒物质的潜力。

不过Barua很快补充称有一个注意事项--“仅仅因为我们有进化毒液的构件并不意味着这将发生。毒液的制造在能量上非常昂贵，所以必须有强大的生态压力，而人类和大多数哺乳动物都没有。”

但他指出，这确实告诉我们，有毒和无毒的哺乳动物之间的界限比以前想象的要模糊。

关键词： 科学探索 研究：蛇的毒液和哺乳动物的唾液蛋白由同一祖先