Мы не ядовиты, как и мыши, но в наших геномах таится этот потенциал, предполагают ученые из Института науки и технологий Окинавы (OIST) и Австралийского национального университета.
Сообщая на этой неделе в PNAS, исследователи обнаружили, что генетическая основа, необходимая для развития орального яда, присутствует как у рептилий, так и у млекопитающих.
Исследование также предоставляет первые конкретные доказательства лежащей в основе молекулярной связи между ядовитыми железами змей и слюнными железами млекопитающих.
«Яды - это коктейль белков, которые животные используют для обездвиживания и убийства добычи, а также для самозащиты», - сказал первый автор, Агниш Баруа, аспирант OIST. «Что интересно в яде, так это то, что он появился у очень многих разных животных: медуз, пауков, скорпионов, змей и даже у некоторых млекопитающих. - является одним из самых распространенных и хорошо изученных."
Но ученые все еще не определились с происхождением перорального яда. Это последнее исследование змей, группы животных, известных и вызывающих страх из-за их сильного укуса, теперь раскрывает древнюю основу орального яда.
Ранее ученые сосредоточились на генах, которые кодируют белки, составляющие токсичную смесь.«Однако многие из токсинов, которые в настоящее время находятся в яде, были включены после того, как система перорального яда уже была установлена. Нам нужно было посмотреть на гены, которые присутствовали до происхождения яда, гены, которые способствовали возникновению систем яда», - сказал Баруа.
Итак, вместо этого команда искала гены, которые работают параллельно и тесно взаимодействуют с генами яда. Ученые использовали ядовитые железы тайваньской змеи хабу - гадюки, обитающей в Азии.
Исследователи идентифицировали около 3000 таких «взаимодействующих» генов и обнаружили, что они играют важную роль в защите клеток от стресса, вызванного выработкой большого количества белков. Гены также играли ключевую роль в регуляции модификации и фолдинга белков.
Когда образуются белки, длинные цепочки аминокислот должны складываться особым образом. Точно так же, как неправильный сгиб при выполнении оригами, один неверный шаг не позволяет белку принять требуемую форму, необходимую для его правильного функционирования. Неправильно свернутые белки также могут накапливаться и повреждать клетки.
Роль этих генов в пути ответа развернутого белка имеет большой смысл, поскольку яды представляют собой сложные смеси белков. Поэтому, чтобы гарантировать, что вы можете производить все эти белки, вам нужна надежная система, чтобы убедиться, что белки уложены правильно, поэтому они могут эффективно функционировать», - объяснил Баруа.
Затем исследователи изучили геномы других существ из животного мира, включая млекопитающих, таких как собаки, шимпанзе и люди, и обнаружили, что они содержат свои собственные версии этих генов.
Когда команда изучила ткани слюнных желез у млекопитающих, они обнаружили, что гены имеют паттерн активности, аналогичный тому, что наблюдается в ядовитых железах змей. Поэтому ученые считают, что слюнные железы млекопитающих и ядовитые железы змей имеют общее древнее функциональное ядро, которое сохранилось с тех пор, как две линии разошлись сотни миллионов лет назад.
«Многие ученые интуитивно верят, что это правда, но это первое реальное убедительное доказательство теории о том, что ядовитые железы произошли от ранних слюнных желез», - сказал Баруа. «И в то время как змеи затем сошли с ума, включив в свой яд множество различных токсинов и увеличив количество генов, участвующих в производстве яда, млекопитающие, такие как землеройки, производят более простой яд, который очень похож на слюну».
Очевидная легкость, с которой функция слюнных желез может быть изменена на ядовитую, поразительна - и может означать, что ученые начинают смотреть на других млекопитающих в тревожном новом свете.
«В 1980-х годах были проведены эксперименты, которые показали, что самцы мышей вырабатывают в своей слюне соединения, которые при введении крысам являются высокотоксичными», - сказал Баруа. «Если при определенных экологических условиях мыши, которые производят больше токсичных белков в своей слюне, будут иметь больший репродуктивный успех, то через несколько тысяч лет мы можем столкнуться с ядовитыми мышами."
Являются ли мыши на этом эволюционном пути или нет - это вопрос, который требует дальнейшего изучения, но он, безусловно, стирает грань между ядовитыми и неядовитыми видами.
И хотя это очень маловероятно, если бы когда-либо существовали правильные экологические условия, люди тоже могли бы стать ядовитыми. «Это определенно придает совершенно новый смысл ядовитому человеку», - пошутил Баруа.