Cell Rep：蛇基因组研究扩大了对金环蛇毒液的认识

为全面鉴定多刺蛇毒素基因，揭示蛇类产生的“三指毒素(3FTXs)”的进化轨迹，中国科学院成都生物研究所李家堂教授领导的研究团队最近完成了多刺蛇染色体规模的参考基因组，并与其他7种蛇的基因组进行了比较基因组分析。

　　

   

   

图:多角Bungarus multiinctus的3FTXs染色体分布及其进化。    

Bungarus multicinctus俗称多带金环蛇，是一种广泛分布在南亚的剧毒蛇。现有的抗蛇毒血清显示出良好的中和效果，但可能会出现批次间的变异，并引发严重的过敏反应，这可能是由于对抗蛇毒血清成分界定不清所致。

因此，澄清全部曲目和组成b . multicinctus毒素基因是需要促进发展下一代抗蛇毒血清的明确组成。

中国科学院成都生物研究所李家堂教授领导的研究小组最近完成了一项由蛇产生的“三指毒素”(3FTXs)的染色体尺度参考基因组研究，揭示了“三指毒素”(3FTXs)的进化轨迹——因为它们的手指状结构而得名b . multicinctus并与其他7种蛇的基因组进行了比较分析。

之前的研究表明b . multicinctus蛇毒中含有多种3FTX亚型，是蛇中最丰富多样的毒素家族之一。然而，到目前为止，由于缺乏高质量的基因组参考资料，阻碍了毒素家族的进化研究。

据LI说，研究产生3FTX家族的机制可以帮助展示蛇的毒液系统是如何进化的。他说，这将“有助于澄清他们的结构-功能关系。”此外，有了这一认识，可以用来“预测新发现毒素的可能活动，揭示神经传递过程，并阐明神经肌肉疾病的发病机制，”LI指出。

基于高质量的参考基因组和多组织转录组，LI和他的团队发现了来自17个家族的118个毒素基因b . multicinctus,包括303 ftx, 9中国人民解放军₂ I, 31库恩基因的表达占蛇毒腺转录组的90%以上。

进一步的比较基因组分析表明，3FTX家族可能是通过侧翼的新功能化进化而来的LY6E在elapids进化之前，分化为MKA-和MKT-3FTX两个亚科。

MKT-3FTX亚家族在3个月的时间里大幅扩展和多样化b . multicinctus并在毒液腺中积极表达。然而，在长期被忽视的MKA-3FTX亚家族中，只有一个基因拷贝进化出不同的蛋白质构象，在蛇毒腺中受到正选择并积极转录，从而与MKT-3FTX亚家族同源物共同发挥主要的毒素效应。

该研究为进一步研究蛇毒的进化和结构功能提供了宝贵的资源，这是开发有效的抗蛇毒血清和候选药物的基础。

本研究由中国科学院战略重点研究项目资助;国家自然科学基金;中国科学院前沿科学重点研究计划项目;中国科学院国际合作计划;中国科学院“西部之光”项目;四川省科技计划项目。

文章标题

致死性脂类中一个被忽视的三指毒素亚家族的结构和功能分化