Les venins chez les serpents et les protéines salivaires chez les mammifères partagent une origine commune –


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  • Les serpents, certains lézards et même quelques mammifères peuvent avoir une morsure venimeuse. Bien que ces lignées se soient séparées il y a plus de 300 millions d’années, leurs venins ont évolué à partir de la même protéine salivaire ancestrale, ont rapporté les scientifiques d’aujourd’hui dans BMC Biologie.

    Des chercheurs de l’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) au Japon et de l’Australian National University se sont concentrés sur une classe de toxines trouvées dans la plupart des venins de serpents et tous les autres venins de reptiles et de mammifères appelés protéases à sérine kallikréine et ont retracé leurs origines à un gène trouvé dans un ancêtre commun.

    “Les venins sont des cocktails de protéines toxiques qui ont évolué dans tout le règne animal, généralement comme méthode pour tuer ou immobiliser des proies”, a expliqué Agneesh Barua, co-premier auteur et doctorant à l’OIST. “Les systèmes de venins oraux trouvés chez les serpents sont particulièrement complexes et l’origine de leurs venins n’est toujours pas claire.”

    Dans un article précédent, Barua et ses collègues ont découvert que la glande salivaire des mammifères et la glande à venin du serpent partagent un schéma d’activité similaire dans un groupe de gènes régulateurs, suggérant que la base nécessaire à l’évolution du venin existe à la fois chez les serpents et les mammifères.

    “Dans cet article, nous avons émis l’hypothèse que dans l’ancêtre des serpents et des mammifères, il y avait un groupe commun de gènes qui avaient un potentiel toxique”, a déclaré Barua. “Les serpents et les mammifères ont ensuite pris des chemins évolutifs différents, avec des lignées de serpents développant des concoctions diverses et de plus en plus toxiques, tandis que chez les mammifères, le venin a évolué, mais à un degré bien moindre. Mais ce que nous voulions savoir, c’est si les toxines présentes dans le venin des mammifères et des serpents évolué à partir d’un gène ancestral commun.”

    Les protéases à sérine kallikréine sont une sorte d’enzyme dégradant les protéines, qui joue un rôle clé dans la régulation de la pression artérielle. La salive des mammifères contient de petites quantités de ces protéines, bien que leur fonction reste incertaine à ce jour. Mais chez les serpents et les mammifères venimeux, comme les musaraignes et les solénodons, ces protéines ont développé une toxicité. Lorsqu’ils sont injectés en grande quantité, ils réduisent considérablement la pression artérielle, pouvant entraîner une perte de conscience et même la mort.

    Dès le début, les chercheurs ont remarqué des similitudes biochimiques entre les protéases à sérine kallikréine dans les venins de serpent et celles de la salive de mammifère, mais les scientifiques ne savaient pas jusqu’à présent si elles étaient en fait liées. “Il y a tellement de protéases à sérine différentes qui ont un degré élevé de similitude, que jusqu’à présent, il était trop difficile d’isoler les bons gènes nécessaires pour déterminer l’histoire de l’évolution”, a déclaré Barua.

    Grâce aux récents progrès des méthodes génomiques, le groupe de recherche a pu identifier et comparer tous les gènes de la kallikréine chez les reptiles, les amphibiens, les poissons et les mammifères pour créer un arbre évolutif.

    De manière passionnante, ils ont découvert que les protéases à sérine de la kallikréine de venin de serpent et les kallicréines salivaires de mammifères évoluaient à partir du même gène ancestral.

    “C’est une preuve vraiment solide de notre hypothèse selon laquelle le venin a évolué à partir d’un groupe commun de gènes d’un ancêtre qui avait un potentiel toxique”, a déclaré Barua. “Mais la chose la plus surprenante était que les kallicréines salivaires non toxiques, comme celles trouvées chez les humains et les souris, ont également évolué à partir du même gène ancestral.”

    En fait, les chercheurs ont découvert que les kallicréines non toxiques présentes dans la salive des mammifères étaient plus étroitement liées aux toxines venimeuses trouvées chez les serpents qu’aux autres kallicréines trouvées chez les mammifères.

    Dans l’ensemble, ces preuves suggèrent que les protéines de kallicréine salivaire chez les mammifères, y compris les humains, ont également le potentiel évolutif de devenir toxiques.

    Mais, a rapidement ajouté Barua, il y a une mise en garde. “Ce n’est pas parce que nous avons les éléments constitutifs pour faire évoluer le venin que cela se produira. Le venin est vraiment coûteux en énergie à fabriquer, il devait donc y avoir une forte pression écologique pour cela, ce que les humains et la plupart des mammifères n’ont pas. “

    Mais ce que cela nous dit, a-t-il dit, c’est que la frontière entre les mammifères venimeux et non venimeux est plus floue qu’on ne le pensait auparavant.

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