人體內的毒素基因
一項最新研究或許可以解開這個謎團日本沖繩科學技術大學院大學的科學家詳細研究了亞洲原矛頭蝮蛇的基因組,重點分析了產生毒液的基因。除了直接負責產生毒性多肽和蛋白質的基因外,科學家還分析了間接幫助毒素髮揮作用的基因,例如調控毒素數量的基因以及與蛋白質摺疊(蛋白質形成正確結構的關鍵步驟)相關的基因。
經過分析,科學家發現了一個由 3000多個基因組成的龐大網路,這些基因直接或間接地參與了毒素的產生。值得注意的是,這個基因網路存在於所有爬行動物烏類和哺乳動物中(無論這些動物是否具有毒性)。因此,科學家斷定這個基因網路一定源自數億年前的古老祖先。
這意味著,在適當的條件下,擁有這個基因網路的任何物種都有可能產生毒液。儘管自然界中只有一小部分動物演化出了毒腺,但許多無毒動物,例如狗、家禽老鼠和人類,也具備產生毒素的潛質。由於這個基因網路的存在,許多不相關的物種才能獨立演化出相似的毒素。
人類的唾液有毒?
很早之前,科學家就懷疑毒腺是由唾液腺演化而來的,但直到現在,這項新研究才證實了這一點。在人類唾液腺中發揮功能的許多基因也出現在其他動物的毒腺中,此外,唾液中幾種具有特殊功能的酶也和毒性蛋白很相似。
許多毒素都起源於絲氨酸蛋白酶,這是一種可以降解蛋白質的酶。對於所有生物體來說,分解蛋白質的能力很重要,人類也不例外。我們體內同樣存在一類絲氨酸蛋白酶,即激肽釋放酶。
激肽釋放酶在幾種人體組織中表達併發揮功能,包括面板、胰腺、神經系統以及唾液腺。它們在唾液中的活性很強,可以分解食物中的蛋白質,殺死入侵的微生物,清理細胞中的代謝廢物。
但是,如果激肽釋放酶降解蛋白質的能力失去控制,就會產生破壞性,變成毒素。許多動物毒素都是由激肽釋放酶演變而來的,它們不再分解食物或微生物中的蛋白質,轉而分解動物體內(通常是血液和神經中)的關鍵蛋白質。
在有毒動物體內,毒性酶的濃度遠高於其他動物。濃度是非常關鍵的影響因素,即便是激肽釋放酶,在濃度足夠高的情況下也會產生危害。研究表明,科學家將從小鼠唾液中提取到的激肽釋放酶濃縮到一定程度後,原本無毒的酶就會表現出毒性—這種濃縮酶可以顯著隆低小鼠的血壓,導致小鼠死亡。這一發現說明,有毒動物和無毒動物之間並不存在多大差異。當基因突變導致唾液中的激肽釋放酶增多時,人類也可能變成危險的有毒生物。
文章摘選自《奇點科學》