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新工具幫助科學家識別毒蛇

科學


新工具幫助科學家識別毒蛇


常見的死亡蝰蛇是世界上最毒的蛇之一 。圖片來源：Christopher C.Austin
據《大眾科學》（勞拉·貝薩斯著）：雖然在大約4000種已知的蛇中，只有大約10%的蛇毒會傷害人類，但利用遺傳學來確定哪些蛇可能是致命的 ， 可以加快開發更好的咬傷治療方法 。一種名為VenomCap的新工具可以幫助科學家在遺傳水平上研究毒液，這樣我們就可以知道哪些毒液可能攜帶致命毒素 。9月19日發表在《分子生態學資源》雜志上的一項研究詳細介紹了這種方法 。
芝加哥菲爾德博物館爬行動物學助理館長、研究合著者Sara Ruane在一份聲明中說：“我們開發了一種工具，可以一次性告訴我們整個蛇科中存在哪些產毒基因 ?！?。
了解你的毒液
每一個生物都是由DNA組成的，其中包含基因組，或者是生物體內所有功能的指令 。蛇的基因組大約有18000到23000個基因，具體取決于物種 。數千個這樣的基因參與了毒液的產生，不同的蛇物種使用多種基因組合和版本來產生毒素 。
阮說：“了解蛇毒中的成分很重要，因為不同種類的毒液有不同的作用——有些毒液會影響神經系統，有些會影響循環系統 ， 有些則會影響細胞功能 ?！?。“了解某種毒液中的成分有助于開發治療這種蛇咬傷的抗蛇毒血清 ?！?br>此外，蛇毒中的一些化合物已被用于制造人類使用的藥物 。第一種用于治療高血壓的ACE抑制劑藥物是使用巴西蝰蛇毒液中的一種化合物制成的 。
阮說：“你可以以一種可控的方式駕馭死亡的力量 ?！?。
VenomCap的工作原理
已知有數千個基因會產生毒液，每條蛇的整個基因組都有數萬個基因 。這使得很難確定哪些毒液存在 。為了幫助這一過程，Ruane和這項研究的團隊開發了VenomCapto來幫助尋找毒液基因 。
VenomCap是一組探針，可以捕獲被稱為外顯子的分子組 ， 這些外顯子旨在與一組特定的基因相互作用 。VenomCap可以與已知與蛇毒液產生有關的數千個基因中的任何一個結合 。與其對蛇的整個基因組進行測序（這需要花費大量的時間和金錢）并搜索2000多個可能產生毒液的基因，VenomCap可能是科學家更快、更容易地查看蛇是否有這些基因以及哪些基因的替代品 。
在這項新研究中 ， 研究小組測試了VenomCap與毒液產生基因結合的能力 。他們使用了Elapidae科24種蛇的組織樣本 。這個約有400種的家族包括珊瑚蛇、眼鏡蛇和曼巴蛇，它們被認為在醫學上很重要 ， 因為它們的叮咬會破壞組織，導致心臟衰竭 ， 導致失明等等 。
早期的基因組研究表明，許多產生毒液的Elapidae基因都有 。根據這項研究，VenomCap將這些結果與平均76%的準確率相匹配 。該團隊認為，VenomCap可以用于以前從蛇體內任何地方收集的組織，而不僅僅是直接來自毒液腺的組織 。
VenomCap還可以讓科學家更容易地研究蛇科蛇、它們的生活方式和它們產生的毒液類型之間的關系 。
阮說：“假設你對一些看起來彼此不同、生活在不同環境中、吃不同東西的近親蛇類感興趣 ?！??！癡enomCap可以幫助科學家比較這些蛇產生的毒液，這有助于回答更宏觀的問題，即毒液是否進化到與蛇的生活方式相匹配，或者它們的生活方式是否進化到與其產生的毒液相匹配 ?！?br>全球健康威脅
使用VenomCap這樣的工具可以幫助科學家開發更好的治療致命蛇咬傷的方法 。根據世界衛生組織的數據，每年約有540萬人被蛇咬傷 。它們的叮咬每年導致180萬至270萬例毒液中毒和81410至137880人死亡 。
阮說：“蛇咬傷在全球范圍內被認為是一種被忽視的疾病 。” 。“在美國，我們不會經常接觸毒蛇 ， 當我們接觸到毒蛇時，我們會得到非常好的治療——如果你被蛇咬傷后迅速去醫院，你幾乎肯定不會死 ?！?br>然而，在世界其他地區，毒蛇更為常見 。澳大利亞擁有世界上最著名的毒蛇種類，印度和幾個北非國家緊隨其后 。咬傷可能發生在偏遠和遠離醫療護理的地方 。由于供應短缺，醫院可能沒有合適的抗蛇毒血清 。
阮說：“任何一種研究蛇毒并幫助我們識別不同物種中存在的蛇毒的工作，對于為開發有效的治療方法提供基線數據都是極其重要的 ?！?。