世界上最毒的响尾蛇的基因组测序

老虎响尾蛇的毒液很简单，但它的毒性大约是佛罗里达州东部响尾蛇毒液的40倍。

　　

《PNAS》发表了南佛罗里达大学生物学家领导的对老虎响尾蛇的基因组进行的测序结果，曝光了这种毒液特征的基因型。

这项工作是迄今为止对毒液基因调控网络最完整的描述，其对产生特别有毒毒液的关键机制的鉴定将有助于科学家解释一系列广泛的遗传问题。

“简单的基因型可以产生复杂的性状，”USF综合生物学系助理教授Mark Margres说。“在这里，我们已经证明了相反的道理——一个复杂的基因型可以产生简单的性状。”

在这个项目中，他们试图解释性状差异是否源于基因数量、序列或调控方式的差异。这项工作是有史以来研究人员们对响尾蛇基因组的第二次破译。

一个有机体的基因型是它携带的一组基因，它的表型是它所有可观察到的特征，这些特征可能受到它的基因、它生活的环境和其他因素的影响。进化生物学家致力于了解基因是如何影响其他类似生物的表型变异的。在这个案例中，他们研究了为什么不同种类的响尾蛇在毒液成分和毒性上存在差异。

老虎响尾蛇原产于亚利桑那州南部和墨西哥北部的索诺兰沙漠，在那里相对较小的毒蛇捕食蜥蜴和啮齿动物。虽然有些种类的响尾蛇的毒液很复杂，这是许多基因的结果，但Margres说，老虎响尾蛇的毒液相当简单，在51个产毒基因中，只有15个基因能积极驱动蛋白质和肽的产生，从而攻击猎物的神经系统，迫使血压下降并导致血液凝固停止。

研究小组发现，毒液基因的数量大大超过了简单表型中产生的蛋白质的数量，这表明毒液的核心是一个复杂的过程，而老虎响尾蛇甚至还有毒液基因可供利用。

“基因型中只有大约一半的毒液基因被表达，”Margres说。“对我来说，有趣的是为什么没有表达的基因仍然存在？这些基因明明可以制造功能性毒素，但它们却不再生产。这需要进一步研究。”

除了了解这一种毒蛇之外，Margres说，这项研究将通过展示老鼠和果蝇基因研究中更常用的技术，有助于推进基因科学。老鼠和果蝇是基因研究中经常使用的生物，当应用于蛇等研究较少的生物时，也可以发挥作用。研究小组使用了人类遗传学研究中常见的基因测序技术，为科学家了解许多其他生物的基因型-表型关系打开了大门。

Margres说，这项研究的另一个潜在的副作用是蛇毒被用于治疗中风和高血压。科学家对毒液的了解越多，医学工程就越能将这些知识应用于药物的发现和开发。

原文检索：The Tiger Rattlesnake genome reveals a complex genotype underlying a simple venom phenotype

（生物通：伍松）