蛇毒基因在进化成蛇毒之前的功能，蟒蛇为什么没有毒？( 二 ) _蛇毒

卡斯托实验室的研究生雅克伯·雷耶斯-贝拉斯科(Jacobo Reyes-Velasco)是这项最新研究的首席作者。其它合作作者还包括德克萨斯大学阿灵顿分校生物学学院的达仁·卡德(Daren Card)、奧德拉·安德鲁(Audra Andrew)、凯尔·谢恩伊(Kyle Shaney)、理查德·亚当斯(Richard Adams)和德鲁·施尔德(Drew Schield)，以及英国利物浦热带医学院的尼古拉斯·卡斯韦尔(Nicholas Casewell) 。

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研究小组调查了蟒蛇、眼镜蛇、响尾蛇和毒蜥(Gila monster)共享的24个与蛇毒有关的基因家族。蛇毒进化的传统观点是它是蛇和蜥蜴进化过程中某个时间点发展而成的一个核心蛇毒系统，这就是著名的Toxicofera演化支假说，而剧毒蛇类，也被称为高级(Caenophidian)蛇的进化发生在这一演化支之后。至于进化为什么从25000多个基因中选择24个基因形成高度剧毒的编码基因，目前的解释非常匮乏。
“我们相信这项研究将为未来研究提供重要的基准线，帮助蛇毒研究人员更好的理解导致蛇毒里毒性分子混合物的产生的过程，并定义对于杀死猎物和在人类蛇毒咬伤患者身上出现的病理学至关重要的分子。”
在研究蟒蛇物种时，研究小组发现了与蛇毒有关的基因家族存在好几个与其它基因不同的共同特征。与其它蟒蛇基因家族相比，蛇毒基因家族“整体表达水平较低，只在非常少的组织里具有中等以上的表达水平，且在所有组织里基因表达水平呈现最大的变异性。” 卡斯托表示。

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“进化似乎是基于基因表达的位置(或者是否表达)，以及表达的程度来选择进化成蛇毒的特定基因。” 卡斯托解释道。基于这些数据，最新研究提出了一个包含蛇毒进化三步骤的新模型。首先，这些潜在有毒的基因默认出现在口腔腺体里，因为它们虽然表达水平较低，但在整个身体里的表达较为一致。其次，由于自然选择这些基因在口腔腺体里的表达是有益的，因此口腔组织里这些基因的表达水平比身体其它部分要更高。最后，随着蛇毒进化的越来越有毒，这些基因在其它器官里的表达逐渐降低，从而限制这些毒素在其它身体组织里的分泌产生潜在的有害效应。
研究小组将这一模型称为逐步中间近中性进化补充(SINNER)模型。他们表示蛇和其它动物里不同的蛇毒水平或可以追溯到不同物种或者同一物种不同基因从SINNER模型开始到结束的连续统一过程中出现的变化性。
卡斯托表示研究的下一步将是调查剧毒蛇的基因组，以调查SINNER模型的可靠性。就目前而言，卡斯托和他的研究小组希望这些发现能够改变将物种定义为有毒的方式。“什么是蛇毒，以及什么物种是有毒的，需要更多的证据来界定。这些发现提供了我们观察蛇类口腔腺体时应该思考的问题的全新视角。”

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