Генетическая уловка даёт древесным крысам эволюционное преимущество против яда гремучих змей

Новое исследование Мичиганского университета показало, как древесные крысы (также известные как паку-крысы) развили мощный иммунитет к яду гремучих змей: путём накопления дополнительных копий генов.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Biology and Evolution, сосредоточено на группе генов SERPINs, кодирующих белок, блокирующий распространённый компонент змеиного яда. Учёные обнаружили, что в то время как у человека есть только один ген SERPINA3, у этих крыс их 12 копий.

Эти двенадцать генов SERPINA3 возникли в результате процесса тандемной дупликации, когда дополнительная копия гена встраивается в геном. Исходный ген продолжает выполнять свои функции, а новая копия может эволюционировать, чтобы кодировать другой белок с новой функцией.

Исследователи протестировали белки, производимые каждым из 12 генов SERPINA3, против образцов яда гремучих змей. Оказалось, что многие из этих белков связываются напрямую с токсичными компонентами яда, блокируя их способность причинять вред.

Также наблюдалась существенная вариация в активности разных белков: некоторые не взаимодействовали с ядом (вероятно, играя другую роль), а один белок одновременно ингибировал два разных компонента, лежащих в основе токсичности яда.

Это открытие вводит белки SERPINA3 в контекст устойчивости к яду, расширяя предыдущие исследования, сосредоточенные в основном на SERPINA1. Оно показывает, как дупликация генов может играть роль в эволюции устойчивости к яду в рамках коэволюции хищника и жертвы.