三指蛇毒素的进化史被解码

探索 2025-04-09 23:58:56 31598

LY6基因的膜锚定形式平行进化为分泌形式的拟议机制。鸣谢:uux.cn/自然通讯(2023)。毒素的进DOI: 10.1038/s41467-023-40550-0
（神秘的化史地球uux.cn）据慕尼黑工业大学：每年，全球约有100，被解000人死于毒蛇咬伤。指蛇慕尼黑工业大学(TUM)的毒素的进研究人员研究了这种毒素是如何在5000万至1.2亿年前通过修改一种基因出现的，这种基因也出现在哺乳动物和其他爬行动物中。化史这一结果可能有助于开发更好的被解蛇咬伤治疗方法，并为二型糖尿病和高血压等疾病的指蛇治疗带来新的知识。
当毒液进入蛇咬伤的毒素的进受害者体内时，它会结合到神经和肌肉细胞上的化史受体上，并中断它们之间的被解通信路径。这最初会导致瘫痪，指蛇如果没有解毒剂，毒素的进可能会在几分钟或几小时内导致死亡。化史一组研究人员研究了被称为三指毒素(3FTxs)的蛇毒蛋白质结构在进化过程中的变化。
三指毒素的出现
与生物信息学教授布尔夏德·罗斯特合作的团队发现，随着时间的推移，三指毒素从Ly6基因发展而来，这种基因也存在于哺乳动物和其他爬行动物中。它负责各种代谢功能，如细胞的免疫反应和神经调节。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
生物信息学主席研究员、该研究的第一作者伊万·科卢达罗夫(Ivan Koludarov)博士说，“从以前的研究中可以推断，蛇是在大约1.2亿年前从其他蜥蜴中分化出来的。今天的毒蛇和其他蛇类物种大约在5000万年前分化，都已经携带有功能性的3FTx基因。这意味着Ly6基因在5000万至1.2亿年前发生了如此大的变化，以至于现在它产生了强烈的毒性效应。”
在进化过程中，产生毒素指令的Ly6基因反复加倍。因此，毒蛇携带了该基因的多个副本。在这些拷贝上，不同的片段发生了变异。结果，由该基因编码的蛋白质的功能发生了如此彻底的变化，以至于它不再执行其最初的功能，而是作为一种毒素。
各种形式的毒液
生物信息学博士候选人Tobias Senoner补充道:“在不同的蛇物种中，基因以不同的方式发生了突变。根据得到的蛋白质结构，我们可以区分4种形式的3FTx毒素。每一个都有特定的结构，因此对蛇的猎物有不同的作用。”
布尔夏德·罗斯特教授解释说:“在我们的研究中，我们从UniProt数据库中收集了所有可用的信息，该数据库提供了所有生物和病毒的蛋白质数据。此外，我们从国家生物技术信息中心获得了生物医学和遗传学信息。我们通过人工智能的镜头分析了这些数据。”
这项研究的见解将有助于改善毒蛇咬伤受害者的治疗，并带来药物开发的进展。例如，对毒素的了解可能有助于开发治疗二型糖尿病或高血压的新方法，或者更好的止痛药。