Вы скорее видели змею хабу в бутылке местного рисового ликера Авамори на Окинаве, чем заметили ее, скользящую по обочине. Тем не менее, хабу очень распространены на островах Рюкю, частью которых является Окинава. Окинава является домом для трех видов хабу; окинавский хабу (Protobothrops flavoviridis), эндемик островов Рюкю, очень ядовит.
Совместная группа ученых из многих научно-исследовательских институтов и университетов по всей Японии составила карту всего генома окинавского хабу, включая гены, участвующие в производстве яда. Профессор Нори Сато и его команда исследователей из Окинавского института науки и технологий, аспирантура (OIST) приняли участие в исследовании, которое было опубликовано в Scientific Reports. Змеиный яд привлек внимание многих ученых во всем мире, поскольку он обладает огромным потенциалом для разработки новых лекарств. Результаты этого исследования могут помочь в поиске новых методов лечения таких заболеваний, как рак, сердечно-сосудистые заболевания и многих других.
Для исследования исследователи поймали окинавского хабуса в дикой природе, используя длинный металлический шест с крючком на одном конце, и взяли у них образцы яда, крови и тканей. Затем, используя новейшее оборудование для секвенирования ДНК в OIST, исследователи идентифицировали около 60 генов из 18 различных семейств генов, которые помогают этому существу вырабатывать свой яд.
По сообщениям, только на Окинаве ежегодно около 50 человек, чаще всего это сельскохозяйственные рабочие, занимающиеся выращиванием сельскохозяйственных культур на полях и в садах. Яд окинавского хабу гемотоксичен, разрушает клетки крови и ткани. Хотя в настоящее время доступны противоядия, укусы все еще могут вызывать сильную боль и необратимое повреждение тканей у людей. Ученые надеются, что результаты этого исследования помогут разработать более эффективные противоядия и методы лечения укусов хабу. «Результаты этого исследования очень важны, особенно для жителей Окинавы и близлежащих островов, где обитают окинавские хабу», - говорит профессор Сато.
Змеиный яд - это коктейль из сложных белков. «Хотя окинавские хабу не так ядовиты, как кобры или тайпаны, они могут выделять большое количество яда - до 1 мл», - говорит профессор Хироки Сибата, сотрудник Университета Кюсю. По его словам, его длинные острые клыки помогают выпустить яд глубоко внутрь жертвы.
Геном любого организма - это кладезь информации. Картирование генов яда хабу не только позволяет ученым исследовать его потенциал в разработке лекарств, но также дает ученым инструменты для изучения эволюции ядовитых токсинов, их состава и механизма, с помощью которого они наносят ущерб.
Исследователи изучили эволюционную историю этого яда, построив филогенетическое дерево генов яда, включая те, которые они идентифицировали в хабу. Филогенетическое дерево помогает проиллюстрировать отношения между двумя или более группами организмов, определяя сходства и различия между ними. Расстояние между группами в дереве означает разную степень родства между ними. Близко расположенные группы больше связаны друг с другом, чем расположенные дальше.
Ядовитые змеи во всем мире принадлежат к одному из двух семейств; Гадюки или элапиды. Члены семейства Viperidae, включая хабу, имеют яд, токсичный для крови (гемотоксический); тогда как члены семейства Elapidae, такие как кобры, имеют яд, токсичный для нервной системы (нейротоксический). В этом исследовании исследователи обнаружили много общих компонентов среди генов ядов обоих семейств, тем самым проследив происхождение современных ядовитых токсинов от общего предка, существовавшего миллионы лет назад.«Копии гена яда возникли давным-давно, возможно, на ранней стадии эволюции позвоночных», - объясняет профессор Шибата. Ученые считают, что объединенная информация, полученная в результате исследований яда, поможет разгадать загадку процесса производства яда у змей.