唾液とヘビ毒の間には古代からつながりがある

唾液とヘビ毒の間には古代からつながりがある

米国科学アカデミー紀要に本日発表された論文によると、人間や他の哺乳類は、ヘビと同様に口腔毒を発達させる遺伝的基礎を持っているという。

この関連性は、東アジアに生息するハブ(マムシの一種)30匹の毒産生組織を調べた研究チームによって発見されました。研究者たちは、ハブの毒を構成する複雑なタンパク質の発現にどの遺伝子が関与しているかを解明するために、ハブの遺伝子を精査していました。

ヘビ毒に含まれる毒素は急速に進化するため、古代の毒素が現在のヘビの腺に閉じ込められている毒素とどのように異なっていたのかを把握するのは困難です。沖縄科学技術大学院大学のアグニーシュ・バルア氏とアレクサンダー・S・ミケエフ氏という研究者たちは、そうした初期の状態を探す代わりに、毒素の生成に重要な遺伝子に注目しました。これはまるで、古い音楽を聴くのではなく、テンポ、拍子、調性といった共通のルールに基づいて、他の音楽がどのようにそこから派生したのかを大まかに理解するようなものです。

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遺伝子が毒素関連タンパク質をどのように発現するかを解明した後、次のステップは遺伝子間の相関関係(どの遺伝子が最も頻繁に関連しているか、あるいは最も関連が低いか)を明らかにすることでした。研究者たちは、毒遺伝子はタンパク質構造を維持し、多くのタンパク質の産生を可能にする生物学的環境を育む働きを持つことを発見しました。

「毒は毒素タンパク質のカクテルなので、これは全く理にかなっています」とバルーア氏はメールで述べた。「これらの毒素のタンパク質構造が維持されることは極めて重要です。そうでなければ毒は効力を発揮せず、動物は獲物を捕らえることができません。」

「これは、ヘビの毒腺と無毒哺乳類の唾液組織の間に共通の分子構造があることを示唆している」とバルーア氏は述べ、この共通する特性は、現代の両動物グループに受け継がれた古代の遺伝子構造を表していると付け加えた。

2016年、インドの毒抽出センターにいるラッセルクイナ。
2016年、インドの毒抽出センターにいるラッセルクイナ。写真:ARUN SANKAR/AFP(ゲッティイメージズ)

一部の哺乳類には毒があります。現生の単孔類はどちらも毒を注入する腺を持っていますが、実際に機能するのはカモノハシだけです。トガリネズミやスローロリスも毒のある咬傷を放ちます。後者は唾液と汗腺の分泌物を混ぜて毒を出します。しかし、全体としては爬虫類界は哺乳類よりも優れており、多様な毒を持つ種を生み出しています。ネズミ、イヌ、そして人間の唾液腺は、生命の樹上の遠い、滑るような従兄弟である私たちの唾液腺と遺伝的に似ています。なぜヘビが毒の使い手としてこれほどまでに優れていたのに、哺乳類は毒という有用な特性を少しだけ持っていたのかは、まだ解明されていません。

「毒ヘビの祖先は、口腔分泌物の発達において特に有利だった可能性が高い。これはトガリネズミやネズミの祖先にはなかった利点だ」とバルーア氏は述べた。「毒を持たないヘビの祖先にとって、毒を発達させるのに『ちょうど良い』条件が整っていたと想像できる」

人間やネズミのような無毒の哺乳類の唾液腺が、最終的に毒を持つようになる可能性は理論的にはあります。(しかし、世界的な供給網などを考えると、毒が人間にとってどのような適応的役割を果たすのか想像するのは難しいです。)

少なくとも今のところ、この研究は、この惑星上の複雑な生命が非常に古い共通のルーツを持ち、爬虫類と哺乳類でさえ遺伝的に繋がっていることを改めて認識させてくれる。私たちの類似点は、皮膚(あるいは鱗)の深さ以上に深く根付いているだろう。

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