Исследование ядовитого яда тигровой гремучей змеи способствует использованию методов генетики

Тигровая гремучая змея обладает самым простым, но наиболее токсичным ядом среди всех видов гремучих змей, и теперь новое е группы, возглавляемой биологом из Университета Южной Флориды, может объяснить генетику, лежащую в основе ужасного укуса хищника.


Опубликовано в новой редакции журнала “Труды Национальной академии наук “ Доцент кафедры интегративной биологии USF Марк Маргрес и его коллеги на юго-востоке США секвенировали геном тигровой гремучей змеи, чтобы понять генотип признака яда. Несмотря на простоту яда тигровой гремучей змеи, Маргрес говорит, что он примерно в 40 раз более токсичен, чем яд восточных гремучих змей Diamondback здесь, во Флориде.

Их работа является наиболее полной характеристикой сети регуляции генов яда на сегодняшний день, и ее определение ключевых механизмов производства особо токсичного яда поможет ученым объяснить широкий спектр генетических вопросов.

«Простые генотипы могут давать сложные черты», – сказал Маргрес. «Здесь мы показали, что верно и обратное – сложный генотип может давать простые черты».

Маргрес сотрудничала с коллегами из Университета Клемсона, Университета штата Флорида и Университета Южной Алабамы в проекте, целью которого было объяснить, являются ли различия признаков результатом различий в количестве генов, их последовательности или от того, как они регулируются. Их работа – это всего лишь вторая расшифровка генома гремучей змеи.

Генотип организма – это набор генов, которые он несет, а его фенотип – это все его наблюдаемые характеристики, на которые могут влиять его гены, среда, в которой он живет, и другие факторы. Эволюционные биологи работают над тем, чтобы понять, как гены влияют на вариации фенотипа среди схожих организмов. В этом случае они посмотрели, почему разные виды гремучих змей различаются по составу яда и токсичности.

Тигровые гремучие змеи обитают в пустыне Сонора на юге Аризоны и на севере Мексики, где относительно небольшая гадюка охотится на ящериц и грызунов. В то время как некоторые виды гремучих змей имеют сложный яд, который является результатом множества генов, Маргрес сказал, что яд тигровой гремучей змеи довольно прост – всего лишь 15 из 51 гена, продуцирующего токсичность, активно стимулируют производство белков и пептидов, которые атакуют ее. нервная система жертвы, заставляет кровяное давление падать и вызывает прекращение свертывания крови.

Команда обнаружила, что количество генов яда значительно превышает количество белков, продуцируемых при простом фенотипе, что указывает на сложный процесс, лежащий в основе токсичного яда, а у тигровых гремучих змей даже есть запасные токсичные гены.

«Только около половины генов яда в генотипе были экспрессированы», – сказал Маргрес. «Мне интересно, почему все еще присутствуют неэкспрессированные гены? Эти гены могут вырабатывать функциональные токсины, но их просто нет. Это требует дальнейшего изучения».