蛇毒基因在进化成蛇毒之前的功能,蟒蛇为什么没有毒?
蛇毒的奥秘:从基因到毒液的进化之旅
在人们的印象中,蛇往往是令人畏惧的存在,尤其是有毒蛇。但你是否知道,即便是世界上最毒的蛇,在其初生之际,也并未带有剧毒?这一过程,背后隐藏着深层的基因与进化秘密。
近期的一项科学研究为我们揭示了蛇毒基因的神秘面纱。科学家们发现,蛇或蜥蜴口腔内部的基因表达并不足以决定一个物种是否有毒。真正的定义在于,如果这些口腔腺体能够表达出与毒素相关的20个基因家族中的一些基因,那么这个物种才会被定义为有毒。一项来自美国德克萨斯大学阿灵顿分校的研究对此提出了挑战。
在这项研究中,研究者们对比分析了黄金蟒(Python molurus bivittatus),一种并不被认定为有毒的蟒蛇,与其他部位的组织中的相关基因或“基因家族”。结果发现,蟒蛇口腔腺体中的所谓毒素基因家族的水平,与其大脑、肝脏、胃部和其他器官组织中的相同基因水平非常相似。这表明,蛇毒基因在进化成蛇毒之前,可能具有其他功能,例如调节细胞功能或消化食物。
这项研究的领导者是美国德克萨斯大学阿灵顿分校的生物学助理教授托德·卡斯托(Todd Castoe),他带领的研究小组发现,蛇毒的进化对治疗和理解毒蛇咬伤,以及潜在地将蛇毒应用于药物研发具有重要意义。此前所有的研究都集中在毒腺上,也就是蛇毒产生后被释放的部位,而对于蛇身体其他部位的基因表达情况,目前尚无确切的研究。“这是首项利用蛇毒基因组研究蛇身体其他部位的研究。”卡斯托表示。
随着基因分析能力的提升,科学家们发现了越来越多的证据支持一个理论:剧毒蛋白质是从无毒基因进化而来的。这些基因原本在身体其他部位具有普通功能,但在某些情况下,它们可能被激活并进化成产生剧毒蛋白质的基因。换句话说,这些基因可能只是参与维持组织正常新陈代谢的“家政”基因。
黄金蟒的基因组研究为我们提供了一个独特的视角。蟒蛇虽然具备某些可能进化成蛇毒的基因,但由于其并未表达出大量的毒素基因家族,因此并不被认定为有毒。而毒蛇如响尾蛇和眼镜蛇,其蛇毒基因家族被扩展,并且部分基因已进化为能产出剧毒蛋白质。
这一发现不仅帮助我们更好地理解蛇毒的进化过程,也为抗蛇毒素的研发提供了新思路。这也为我们揭示了人类基因进化的潜在路径。对于蛇的恐惧,也许可以通过科学的与理解来减轻。毕竟,每一个令人畏惧的存在,背后都有一段深层的生命故事。