Молекулярное яблочко эволюции: общий секрет ящериц и млекопитающих

Исследователи обнаружили, что у австралийского большого сцинка (Bellatorias frerei) развилась специфическая генетическая мутация для противостояния смертельному змеиному яду. Этот защитный механизм оказался идентичен тому, который защищает от яда кобры таких млекопитающих, как медоеды и мангусты. Данное открытие открывает значительный потенциал для разработки новых, более эффективных человеческих противоядий.
Молекулярное яблочко эволюции: общий секрет ящериц и млекопитающих
Изображение носит иллюстративный характер

Зоолог и соавтор исследования Брайан Фрай из Университета Квинсленда назвал это открытие «весьма примечательным». Наблюдать одинаковую устойчивость у ящерицы и млекопитающего — редкое явление, которое демонстрирует, как в ходе независимого развития разные виды могут приходить к одному и тому же решению биологической проблемы. По словам Фрая, «эволюция постоянно попадает в одно и то же молекулярное яблочко».

Механизм действия змеиного яда заключается в атаке на жизненно важный компонент мышц — никотиновый ацетилхолиновый рецептор. Этот рецептор необходим для передачи сигналов между нервами и мышцами. Нейротоксины яда связываются с ним, блокируя коммуникацию, что приводит к быстрому параличу и смерти.

Однако большой сцинк обладает крошечными генетическими изменениями в этом рецепторе, которые физически мешают нейротоксинам яда прикрепиться к нему. Как отметила соавтор исследования, биотоксиколог Утпала Чандрасекара, «одно крошечное изменение в белке может означать разницу между жизнью и смертью при столкновении с высоко ядовитым хищником».

В ходе исследования ученые задокументировали и два других механизма выработанной устойчивости у различных линий сцинков. Одна из мутаций приводит к высвобождению молекул сахара, которые физически препятствуют действию токсинов. Другое генетическое изменение заключается в замене строительного блока белка, который обычно является мишенью для ядов.

Эволюционное давление на фауну Австралии огромно. Континент является домом для более чем 100 видов ядовитых змей, включая одних из самых смертоносных в мире, таких как материковый тайпан и южная смертельная змея. Эта постоянная угроза вынуждала потенциальных жертв адаптироваться для выживания.

Первые ядовитые змеи появились в Австралии около 30 миллионов лет назад, запустив длительную эволюционную гонку вооружений между хищниками и их добычей. Исследовательская группа задокументировала 25 случаев, когда разные линии сцинков независимо друг от друга выработали «естественный контрудар» в одном и том же месте связывания яда.

Комментируя это разнообразие адаптаций, Брайан Фрай заявил: «То, что мы увидели у сцинков, было эволюцией в ее самом гениальном проявлении». Это подчеркивает, как природа находит многократные и эффективные решения для одной и той же смертельной угрозы.

Для подтверждения своих выводов команда из Университета Квинсленда провела функциональные тесты. Биотоксикологи использовали синтетические пептиды и модели рецепторов, чтобы имитировать змеиный укус и подтвердить наличие устойчивости на молекулярном уровне.

Результаты были однозначными. Утпала Чандрасекара сообщила: «Данные были кристально чистыми, некоторые из измененных рецепторов просто не реагировали вообще». Эти выводы опубликованы в научном журнале International Journal of Molecular Sciences.

Основная цель дальнейшей работы — использовать полученные знания для создания новых, более мощных противоядий для человека. Более глубокое понимание естественной устойчивости к ядам также может способствовать разработке новых терапевтических методов лечения и другим важным биомедицинским открытиям.


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка