動物所發現靶驅動的蝎毒素適應性進化的新證據

　　雖然早在1895年，達爾文在《物種起源》一書中就已經提出了“自然選擇是生物進化的動力”的觀點，但是現代進化生物學研究表明自然選擇的作用在于推動物種適應性進化的過程和方向，而不是原因。有毒動物(如蝎，海葵，芋螺，蜘蛛和蛇等)是一類獨特的動物類群，它們毒液中含有許多靶向離子通道的神經毒素，參與捕食和防御。這些毒素在分子水平上的自然選擇已被廣泛報道，但是它們進化的驅動力（原因）仍不清楚。

　　中國科學院動物研究所研究員朱順義領導的多肽生物學及進化研究組集中研究了來自我國的東亞鉗蝎毒液中的一類對哺乳動物和昆蟲均有毒性的α-鈉通道毒素的適應性進化以及與其靶標通道之間的相互作用。他們首先鑒定了該蝎種α-毒素多基因家族承受正選擇的氨基酸位點并發現這些位點定位于毒素-通道復合物的作用表面。通過系統地分析蝎的獵物（昆蟲）和捕食者（鳥、蜥蜴和哺乳動物）鈉通道的毒素結合區的進化方式和序列保守性，并綜合先前廣泛的突變數據，研究人員首次發現鈉通道的毒素結合區氨基酸側鏈的可變性是驅動蝎毒素適應性進化的主要動力。

　　基于不同譜系鈉通道毒素結合區的差異保守性，他們提出了相對于小型的獵物，體型更大的捕食者對蝎和它們的毒素的進化施加了更大的選擇壓力。該工作首次發現鈉通道毒素結合區的松弛的凈化選擇是蝎毒素適應性進化的主要驅動力，表明了分子間的一種非典型的共進化關系。這一結論對于研究其它有毒動物毒素的進化具有重要的借鑒意義。

　　該成果于10月7日在Scientific Reports 在線發表。論文第一作者張尚斐為多肽生物學及進化研究組碩士生。該研究得到了國家自然科學基金（31570773和 31221091）等項目的資助。