蝎子的毒的威胁的哺乳动物一个相对较新的进化步骤
Prashant Sharma显示一个蝎子在一个容器中。提交的照片
尽管他们被誉为活化石,蝎子一直进化灵活的——尤其是在发展中毒液抵挡哺乳动物捕食者的崛起。蝎子的toxin-making新的基因分析显示最近的进化步骤,实际上可能是一个有利于研究蝎毒对人类健康的好处。
国际领导的研究小组大学麦迪逊分校的生物学家已经组建了最大的蝎子,进化树显示7个独立的实例开云体育app苹果下载安装中开云体育世界杯微信群独特的八足生物进化的毒液对哺乳动物毒性。
”最后一个重大改变他们的体型,形态、发生在大约4.3亿年前,当他们离开了水,土地,”卡洛斯Santibanez-Lopez说前威斯康辛大学麦迪逊分校博士后研究员,这项新研究的第一作者发表在《系统生物学》杂志上。开云体育appios下载“但我们现在知道他们已经进化在非常重要的方面,最近多了。”
世界各地的合作者的帮助下,Santibanez-Lopez收集标本代表100种蝎子和从它们的毒液腺中提取的RNA样品,一条指令从DNA转录告诉细胞蛋白质(如毒)。通过收集RNA蝎子杀死昆虫餐后不久,Santibanez-Lopez,能够专注于积极的基因制造毒素而蝎子补充供应它的毒液。
从巴西女性Tityus costatus蝎子让毒素可以杀死人类,但致命的蝎毒的组件也被研究了抗菌和抗肿瘤特性。图片由卡洛斯Santibanez-Lopez
建立一个家谱毒液的差异的基础上,研究人员可以看到,当蝎子分成两个主要家庭大约3亿年前——Buthidae和Iuridae,这将引起现代蝎子的22个科——部门来之前任何蝎子哺乳动物进化的毒素这一目标。并有充分的理由。没有任何哺乳动物。
接近7000万年前,在哺乳动物时代的黎明,新生代,新的动物鼩——后来蝙蝠、啮齿类动物,猫鼬獾,将开发一个蝎子。但蝎子有一些技巧弯曲的尾巴。
“我们发现,当这些有毒蝎子偏离他们的亲戚,这与哺乳动物捕食它们的外观,“Santibanez-Lopez说,现在西方康涅狄格州州立大学教授。开云体育app苹果下载安装“这表明哺乳动物,吃这些蝎子,蝎子开始发展这些武器来保护自己。”
它没有伤害,蝎子毒液用于禁用昆虫吃不是那么远,从毒素化学来说,不断增长的捕食者。
说:“工具箱有Prashant沙玛,这项研究的合作者和威斯康辛大学麦迪逊分校综合生物学教授。开云体育appios下载“他们的基因从一个可用池使毒素可能目标昆虫的神经系统。它不需要太多改变适应这些基因在哺乳动物毒素这一目标特定功能的神经细胞。”
卡洛斯Santibanez-Lopez持有large-clawed蝎子在坦吉尔,摩洛哥。提交的照片
新的基因组数据的广度,研究人员可以遵循的发展阶段为蝎子变得更加危险的哺乳动物。
“我们认为我们已经抓住了,通过这个大数据集,证据逐步收购防御,”Sharma说,他的工作是由美国国家科学基金会的支持。“他们从蝎子有insect-specific毒素用于捕获猎物,在某种程度上有东西方面有毒昆虫和哺乳动物,最后mammal-specific毒素作为一种威慑,本质上,作为一种捕食者保持距离。”
即使在发生之前,蝎子已经分化成多种物种地球的大部分地区。但是,根据新的基因组分析,mammal-specific毒素Buthidae家族的五个独立的独立进化的分支。
的差别是足够强大,他们可能帮助重组蝎子分类法。他们也可以帮助推进新兴研究人类蝎毒化合物的医学应用。
科学家们已经确定了蝎子毒素与制药的潜力,如抗菌、抗炎和抗肿瘤特性。蝎毒是吸引肿瘤细胞可以背负着一个发光的蛋白质和作为“肿瘤油漆,指导外科医生除去病人癌变群众。
问题是,大多数研究人员仅限于研究几蝎子物种方便。这项新研究中,基于有毒化合物蝎子物种之间的差异,可以打开一个世界的毒液化学用于临床研究。
“现在这些实验室将运行这个图书馆的所有基因表达在100种不同的物种,他们可以研究生物基于他们在毒液腺,而不是仅仅因为他们恰巧外,“Sharma说。“我们希望将加速这种转化的生物学和生物医学应用程序的搜索。”
这项研究是由美国国家科学基金会支持(ios - 1552610, 2013/50297-0和罗伯特- 1343578)和美国国家地理学会探险委员会。
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——克里斯•Barncard barncard@wisc.edu
