Опубликовано через 32 минуты

Новый инструмент помогает ученым идентифицировать ядовитых змей

«Вы можете контролировать силу смерти».

Хотя лишь около 10 процентов из примерно 4000 известных видов змей обладают ядом , способным причинить вред человеку, использование генетики для определения того, какие змеи могут быть смертельно опасны, может ускорить разработку более эффективных методов лечения укусов. Новый инструмент под названием VenomCap может помочь ученым точно определить яд на генетическом уровне, чтобы мы могли знать, какие виды, вероятно, содержат смертельно опасные токсины. Метод подробно описан в исследовании, опубликованном 19 сентября в журнале Molecular Ecology Resources .

«Мы разработали инструмент, который позволяет нам одним махом определить, какие гены, отвечающие за выработку яда, присутствуют у всего семейства змей», — заявила в своем сообщении Сара Руан, соавтор исследования и помощник куратора герпетологии в Полевом музее в Чикаго .

Все живые существа состоят из ДНК , которая содержит геном — или инструкции для всех функций организма. Геном змеи содержит примерно от 18 000 до 23 000 генов в зависимости от вида . Тысячи этих генов участвуют в производстве яда , и разные виды змей используют множество комбинаций и вариантов генов для выработки токсинов.

«Важно знать, что содержится в яде змеи, потому что разные виды яда действуют по-разному — некоторые яды поражают нервную систему, некоторые — кровеносную систему, некоторые — клеточные функции», — сказал Руан. «Знание состава определенного вида яда может помочь в разработке противоядия для лечения укусов змей такого типа».

Кроме того, некоторые соединения, содержащиеся в змеиных ядах, использовались для производства лекарств, применяемых людьми. Первый препарат-ингибитор АПФ для лечения высокого кровяного давления был создан с использованием соединения из яда бразильской ямкоголовой гадюки .

«Силу смерти можно контролировать», — говорит Руан.

Известно, что тысячи генов отвечают за выработку яда, а геном каждой змеи содержит десятки тысяч таких генов. Это затрудняет точное определение тех генов, которые отвечают за яд. Чтобы упростить этот процесс, Руан и его команда разработали VenomCap, помогающий находить гены, отвечающие за яд.

VenomCap — это набор зондов, которые захватывают группы молекул, называемых экзонами, предназначенных для взаимодействия с определенной группой генов. VenomCap может связываться с любым из нескольких тысяч генов, которые, как известно, участвуют в производстве яда у змей. Вместо секвенирования всего генома змеи — что требует много времени и денег — и поиска среди более чем 2000 возможных генов, производящих яд, VenomCap может стать более быстрым и простым способом для ученых определить, есть ли у змеи эти гены и какие именно.

В новом исследовании команда проверила способность VenomCap связываться с генами, вырабатывающими яд. Они использовали образцы тканей 24 видов змей из семейства Elapidae . Это семейство, насчитывающее около 400 видов, включает коралловых змей , кобр и мамб и считается важным с медицинской точки зрения, поскольку их укусы могут разрушать ткани, вызывать сердечный приступ, слепоту и другие последствия.

Более ранние геномные исследования показали, что многие гены, отвечающие за выработку яда у змей семейства Elapidae, присутствуют в этом геноме. Согласно исследованию, VenomCap подтвердил эти результаты со средней точностью в 76 процентов. Команда считает, что VenomCap можно использовать с тканями, собранными ранее из любой части тела змеи, а не только с тканями, полученными непосредственно из ядовитых желез.

VenomCap также может облегчить ученым изучение взаимосвязи между змеями семейства аспидовых, их образом жизни и типами вырабатываемых ими ядов.

«Допустим, вас интересуют близкородственные виды змей, которые отличаются друг от друга внешним видом, обитают в разных средах и питаются разной пищей», — сказал Руан. «VenomCap мог бы помочь ученым сравнить яды, которые вырабатывают эти змеи, и это могло бы помочь ответить на более важные вопросы о том, эволюционируют ли яды в соответствии с образом жизни змей, или же их образ жизни эволюционирует в соответствии с вырабатываемым ими ядом».

Использование такого инструмента, как VenomCap, может помочь ученым разработать более эффективные методы лечения смертельно опасных укусов змей. По данным Всемирной организации здравоохранения , ежегодно змеи кусают около 5,4 миллиона человек. Укусы приводят к 1,8–2,7 миллионам случаев отравления ядом и 81 410–137 880 смертельным исходам ежегодно.

«Укусы змей считаются малоизученным заболеванием в глобальном масштабе», — сказал Руан. «В Соединенных Штатах мы не так часто сталкиваемся с ядовитыми змеями, а когда это происходит, у нас есть чрезвычайно хорошая медицинская помощь — если вы оперативно обратитесь в больницу с укусом змеи, вы почти наверняка не умрете».

Однако в других частях мира ядовитые змеи встречаются гораздо чаще. В Австралии обитает наибольшее количество известных видов ядовитых змей среди всех стран , за ней следуют Индия и несколько стран Северной Африки. Укусы могут происходить в отдаленных местах, недоступных для оказания медицинской помощи. В больницах может не быть необходимых противоядий из-за дефицита.

«Любая работа, посвященная изучению змеиного яда и помогающая нам идентифицировать яды, присутствующие у разных видов, может иметь чрезвычайно важное значение для получения базовых данных, необходимых для разработки эффективных методов лечения», — сказал Руан.

Laura Baisas “New tool helps scientists identify venomous snakes”

Перевод статьи «New tool helps scientists identify venomous snakes» автора Laura Baisas, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык