Исследование эволюции регуляции яда у змей
Новое исследование биологов из Техасского университета в Арлингтоне и международной команды впервые комплексно объясняет, как эволюционировали регуляторные системы змеиного яда. Это важный пример, иллюстрирующий эволюцию новых сложных признаков.
Статья "Экспрессия генов змеиного яда координируется новой регуляторной архитектурой и интеграцией множества кооптированных путей позвоночных" была опубликована 1 июня в Genome Research.
Эволюция сложного признака
- Змеиный яд и ядовитый аппарат — пример сложного признака, чьи молекулярные механизмы и геномное происхождение были мало изучены.
- Эволюция яда потребовала развития высокоспециализированной ядовитой железы (предположительно из слюнной) для производства и хранения коктейля белков.
- Это также потребовало эволюции новых регуляторных последовательностей и перепрофилирования существующих регуляторных систем для контроля экспрессии опасных генов.
Ключевые выводы исследования
- Регуляторная архитектура: Работа впервые описывает регуляторную архитектуру, управляющую экспрессией змеиного яда. Это даёт критический контекст для понимания молекулярных основ вариативности яда.
- Кооптация путей: Показано, что для контроля этой системы были кооптированы регуляторные пути, общие для позвоночных животных.
- Роль транспозонов: Исследование подтвердило, что транспозоны (TE) — мобильные элементы ДНК — могли вносить новые регуляторные последовательности, способствуя эволюции нового сложного признака.
- Значение для медицины: Понимание регуляции и вариативности яда важно для лечения укусов, которые ВОЗ объявила забытой тропической болезнью (свыше 100 000 смертей в год).
Мнение экспертов
- Тодд Кастоу (автор-корреспондент): "Это ценный пример, иллюстрирующий удивительное количество различных 'стратегий' того, как эволюция может перестраивать регуляторные сети".
- Блэр Перри (ведущий автор): "Теперь мы можем исследовать не только гены яда, но и части генома, участвующие в их регуляции, что открывает новые возможности для понимания вариаций".
- Николас Кейсуэлл (эксперт, не участвовавший в работе): "Результаты представляют собой крупный шаг вперёд в понимании того, как гены, связанные с внутренними физиологическими процессами, могут быть перепрофилированы для внешнего использования в форме яда".