人类首次获取眼镜蛇全基因组序列，这19个基因对产生蛇毒至关重要

　　蛇咬毒害是一种严重被忽视的热带地区疾病病，每年造成约100,000人死亡。对毒素基因进行高质量，基因组的全面表征将有助于开发有效的人源化重组抗蛇毒血清。

　　2020年1月6日，Somasekar Seshagiri等人在顶级遗传学期刊 Nature Genetics 在线发题为“The Indian cobra reference genome and transcriptome enables comprehensive identification of venom toxins”的研究论文。

　　该研究报道了眼镜蛇（Naja naja，眼镜蛇是一种剧毒的，具有重要医学意义的蛇）从头开始的基因组装配。

　　在23248个预测的蛋白质编码基因中，有12346个毒腺表达基因构成了“毒液组”，其中包括来自33个毒素家族的139个基因。在139个毒素基因中，有19个“毒液组特异性毒素”（VSTs）显示了毒液腺特异性表达，并且可能编码最小的核心毒液效应蛋白。通过重组VST表达重建的合成毒液将有助于安全有效合成抗蛇毒。此外，该研究的基因组可以作为蛇基因组的参考，支持进化研究并实现毒液驱动的药物发现。

　　距今约一亿年前的化石遗骸表明，到白垩纪晚期，蛇已在世界范围内广泛分布。在进化过程中，蛇失去了四肢，变成了蛇形的身体。有些蛇还进化或选择了毒液系统来帮助制服，捕获和消化猎物。蛇有多达3,000种，包括> 600种有毒的蛇。最毒的蛇包括眼镜蛇，曼巴蛇和海蛇等。

　　尽管不是人类的预定目标，但意外接触毒蛇可能是致命的。蛇的毒液是一种严重的被忽视的热带病，每年影响全世界约500万人口，导致约10万人死亡。仅在印度，农村人口密度高，就出现了“四大”致命蛇，即印度眼镜蛇（Naja naja），罗素蛇（Daboia russelli），锯鳞蛇（Echis carinatus）和 Bunerus caeruleus，每年导致超过46,000例与蛇咬相关的死亡。

　　蛇毒是一种强大的致命毒药，富含蛋白质和多肽，由专门的毒腺细胞分泌。毒液成分可大致分为神经毒性，细胞毒性，心脏毒性或血液毒性，其组成在物种之间和物种内部均可变化。

　　目前，蛇抗蛇毒是唯一能有效预防或逆转毒蛇毒作用的治疗方法。自1896年以来，通过用蛇毒对大型哺乳动物（如马）进行免疫以产生用于治疗的抗体混合物，从而开发了抗蛇毒素。鉴于这些抗体的异源性，在治疗蛇咬受害者时，它们通常会引起不良的免疫反应。此外，抗蛇毒成分的成分不明确，其中和毒液成分的能力了解得很少。在许多发展中国家，缺乏抗蛇毒毒素的获取和高昂的成本进一步加剧了这一问题。

　　高质量蛇毒基因组与转录组学相结合，将能够生成毒蛇腺特异毒素基因的全面目录，这些目录可用于使用重组技术开发确定成分的合成抗蛇毒血清。到目前为止，只有少数蛇基因组已经发表。这些中的大多数主要是使用短读测序产生的，从而导致高度碎片化的装配，因此限制了它们在创建与毒液相关的毒素基因的完整目录中的用途。

　　在这项研究中，研究人员使用了许多基因组技术，生成了印度眼镜蛇的染色体水平参考基因组。这种高质量的基因组使我们能够研究蛇毒生物学的各个方面，包括蛇毒基因的基因组组织，遗传变异性，关键蛇毒基因的进化和表达。该研究综合基因组-转录组分析确定了构成核心毒毒素的19 VST基因的最小集合。针对这些核心毒素应导致开发安全有效的人源抗蛇毒血清。

　　参考消息：

　　https://www.nature.com/articles/s41588-019-0559-8