У людей обнаружили набор генов для производства собственного яда
Генетики из Окинавского института науки и технологий (Япония) выяснили, могут ли люди быть ядовитыми.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, коротко о нем рассказывает Live Science.
Оральный яд распространен в животном мире: он присутствует у таких разнообразных существ, как пауки, змеи и медленные лори, единственные известные ядовитые виды приматов. Биологи знали, что ядовитые железы ротовой полости — это модифицированные слюнные железы, но новое исследование раскрывает молекулярную механику этих изменений.
Новое исследование не фокусировалось на конкретных токсинах. Вместо этого ученые сосредоточились на тех генах, которые связаны с ядом, но не отвечают за создание самих токсинов. Эти регуляторные гены составляют основу всей ядовитой системы.
Исследователи начали с генома коричневой гадюки (Trimeresurus mucrosquamatus). «Поскольку мы знаем функции всех генов в организме этого животного, мы могли просто увидеть, с какими генами связаны гены яда», — пояснили ученые.
Команда обнаружила совокупность генов, общих во многих тканях организма всех амниотов. Многие из этих генов участвуют в сворачивании белков, поскольку ядовитые животные должны производить большое количество токсинов, которые состоят из белков.
Те же самые виды регулирующих генов в изобилии обнаруживаются в слюнной железе человека, которая также в больших количествах вырабатывает ряд белков-калликреинов, которые являются ключевой частью многих ядов. Иными словами, у людей есть генетический каркас, на котором построена ядовитая система ротовой полости, и люди также производят ключевой белок, используемый во многих ядовитых системах. Калликреин является наиболее широко секретируемым компонентом ядов в животном мире, потому что в любой форме это очень активный фермент.
Таким образом, дело лишь за эволюцией: если людям понадобится быть ядовитыми для выживания, мы потенциально можем начать видеть возрастающие дозы калликреинов.
Но это маловероятно — во всяком случае, если успешные в настоящее время стратегии людей по добыванию пищи и выбору партнеров не начнут разваливаться.
Яд чаще всего развивается либо как метод защиты, либо как способ поймать добычу. То, какой именно яд выделяется, во многом зависит от того, как живет животное. У некоторых пустынных змей, например, яды различаются в зависимости от того, где они обитают. В пустыне, где змеи охотятся в основном на мышей, яд действует на систему кровообращения, потому что змее несложно выследить умирающую мышь на небольшом расстоянии по ровной поверхности. В близлежащих скалистых горах, где змеи охотятся в основном на ящериц, яд является мощным нейротоксином, потому что, если добычу немедленно не обездвижить, она может забраться в расщелину и исчезнуть.
У летучих мышей-вампиров ядовитая слюна предотвращает образование тромбов. Ядовитые землеройки иногда используют свой яд, чтобы парализовать добычу (обычно насекомых и других беспозвоночных) для хранения, чтобы съесть позже. А утконосы, у которых нет ядовитой слюны, но есть шпоры с ядом на задних лапах, в основном используют свой яд в боях с другими утконосами за партнера или территорию.
Люди изобрели инструменты, оружие и социальные структуры, которые выполняют большую часть тех же функций без использования ядовитых клыков. Образование яда дается организму нелегко: создание и сворачивание белков требует энергии. По этой причине яд легко исчезает, если его не использовать. Так, существуют виды морских змей, у которых есть рудиментарные ядовитые железы, но нет яда, потому что они перешли с питания рыбой на икру, которая не требует токсичного укуса.
Понимание генетики, лежащей в основе контроля над ядом, может быть ключевым для медицины. Изучение того, как гены контролируют экспрессию в различных тканях, может быть полезно для понимания таких заболеваний, как рак.
Фото: Shutterstock
Исследование: кобры могли выработать яд для защиты от людей
Ученые вырастили змеиный яд в лаборатории
