科学家发现澳大利亚蜥蜴已变异出可抵御蛇毒的能力——未来或可造福人类

一项新研究着眼于石龙子如何进化以阻止毒液进入肌肉,这可能为新型抗蛇毒血清的研发提供指导。
08月06日

根据昆士兰大学研究人员的一项新研究,澳大利亚石龙子已经进化出抵抗致命蛇咬的技巧。这项发现于周一发表在《国际分子科学杂志》上,可能有助于科学家为人类研制出更有效的新型抗蛇毒血清。

大约有 470 种已描述的石龙子物种以澳大利亚为家——这种小蜥蜴遍布全国。但是,当蛇类大约在 2500 万到 3000 万年前从亚洲首次抵达这片大陆时,它们很可能将这些毫无防备的蜥蜴当作快餐。因此,为了避免成为猎物,石龙子必须发展出有效的方法来对抗蛇的致命毒液。

“我们在石龙子身上看到的是进化最巧妙的一面,”该研究的资深作者、昆士兰大学动物学家布莱恩·弗莱(Bryan Fry)在一份声明中说。

研究团队利用博物馆储存的组织样本,检查了 45 种石龙子,并发现了 13 个如今对蛇毒具有抗性的谱系。他们发现,这些蜥蜴在 25 个不同场合独立地进化出了对抗蛇毒的突变。

通常情况下,蛇毒会攻击石龙子的行动能力——它会与蜥蜴肌肉上的一个受体结合,导致麻痹和死亡。但这些动物已经进化出肌肉受体突变,阻止了毒液的附着。他们发现,有的蜥蜴利用糖分子来阻断毒液,有的则替换了一种氨基酸(即蛋白质的组成部分)。

为了进一步验证他们的研究,研究人员使用合成的氨基酸链和模型受体来模拟蛇咬的过程。“数据非常清晰,一些经过修饰的受体根本没有任何反应,”该研究的主要作者、昆士兰大学的生物毒理学家乌帕拉·钱德拉塞卡拉(Uthpala Chandrasekara)在声明中说。“想到蛋白质中一个微小的变化就能决定在面对剧毒捕食者时的生死,真是令人着迷。”

有趣的是,研究发现,一个名为巨石龙子(Bellatorias frerei)的物种,其突变与蜜獾抵抗眼镜蛇毒液的突变相同。弗莱在声明中说,一种蜥蜴和一种哺乳动物进化出相同的突变“相当引人注目”。而另一种突变则与猫鼬中的一种突变相似,猫鼬和蜜獾一样,也捕食眼镜蛇。

弗莱和他的同事们认为,了解石龙子对蛇咬产生抗性的机制,有助于开发新的抗蛇毒血清以及其他生物医学干预措施。“我们对自然界中毒液抗性机制了解得越多,我们就拥有越多的工具来设计新型抗蛇毒血清,”钱德拉塞卡拉在声明中补充道。

昆士兰博物馆的两栖爬行动物收藏经理安德鲁·阿米(Andrew Amey)告诉《卫报》的伊莱玛尼·克洛斯-布朗(Eelemarni Close-Brown),科学家对这些动物仍然知之甚少,可能还有更多澳大利亚石龙子的物种等待被发现。他没有参与这项研究。

“很高兴看到有研究探讨它们如何应对如此重要的捕食者,这或许能告诉我们更多关于如何管理蛇咬对我们自身影响的方法,”阿米对该刊物表示。