Люди могут стать ядовитыми, как змеи, но скорее всего этого не случится, - исследование

Змеи, ящерицы и даже некоторые млекопитающие могут выделять яд при укусе. И хотя эти линии разделились более 300 млн лет назад, ученые установили, что их яды произошли от одного и того же предкового слюнного белка, передает EurekAlert.

Исследователи Окинавского института науки и технологий (OIST) в Японии и Австралийского национального университета сосредоточили внимание на классе токсинов, обнаруженных в большинстве ядов змей, рептилий и млекопитающих. Эти токсины называются “сериновые протеазы калликреина”. 

“Яды - это коктейли из токсичных белков, которые эволюционировали во всем животном царстве, обычно как метод убийства или обездвиживания добычи, - объясняет соавтор исследования, опубликованного в BMC Biology, аспирант OIST Агниш Баруа. - Ядовитые системы ротовой полости змей особенно сложны, и происхождение их ядов до сих пор неясно”.

В предыдущем исследовании Баруа с коллегами выяснили, что слюнная железа млекопитающего и железа яда змеи имеют сходный образец активности в группе регуляторных генов и предположили, что основа, необходимая для развития яда, есть как у змей, так и у млекопитающих. 

“Мы выдвинули гипотезу о том, что у предков змей и млекопитающих была общая группа генов, обладающих токсическим потенциалом, - сказал Баруа. - Затем 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 фермент, расщепляющий белок, который играет ключевую роль в регулировании артериального давления. Небольшое количество этих белков есть в слюне млекопитающих, при этом их функции неясны. А вот у ядовитых змей и млекопитающих вроде землероек эти белки стали токсичными и при введении в больших количествах резко снижают артериальное давление, вызывая потерю сознания и даже смерть. 

Ранее ученые видели биохимическое сходство между сериновыми протеазами калликреина в ядах змей и млекопитающих, но не понимали, связаны ли они на самом деле. “Есть так много разных сериновых протеаз, которые имеют высокую степень сходства, что до сих пор было сложно выделить гены, необходимые для определения эволюционной истории”, - рассказывает Баруа. 

Однако недавние достижения в области геномных методов позволили исследователям идентифицировать и сравнить все гены калликреина у рептилий, земноводных, рыб и млекопитающих, что позволило создать эволюционное древо, убедительно доказывающее, что сериновые протеазы калликреина змеиного яда и калликреины слюны млекопитающих произошли от одного предкового гена. 

“Мы получили убедительное доказательство гипотезы, что яд произошел от некой общей группы генов у предка, обладающего токсическим потенциалом. Но самое удивительное то, что нетоксичные калликреины слюны, которые обнаруживаются у людей и мышей, также произошли от того же предкового гена”, - говорит Баруа. 

В целом, эти данные говорят о том, что белки калликреина у млекопитающих - включая человека - имеют эволюционный потенциал стать токсичными. Впрочем, это вряд ли случится без какого-либо влияния извне. “То, что у нас есть строительные блоки для развития яда, не означает, что это произойдет. Производство яда действительно энергетически дорого, поэтому для него должно было быть сильное экологическое давление, которого нет у людей и большинства млекопитающих”.

Однако грань между ядовитыми и неядовитыми млекопитающими оказалась более размытой, чем считалось ранее. 

Напомним, ранее американские ученые установили, что микропластик является благоприятным местом для размножения бактерий, устойчивых к антибиотикам, в результате в воде, где содержится много микропластика, растет количество бактерий, невосприимчивых к средствам защиты.