Документ, подготовленный совместно доктором Николасом Кейсуэллом, научным сотрудником НКРЭ в LSTM, и 34 соавторами из шести стран, включая директора отделения Алистера Рида в LSTM, доктора Роберта Харрисона, был опубликован в Proceedings of the Национальная академия наук (PNAS). Члены этой группы также проанализировали геном бирманского питона (Python molurus bivittatus) и использовали его для сравнения с королевской коброй (Ophiophagus Hannah). Эти документы представляют собой первые полные и аннотированные геномы змей.
Змеиные яды представляют собой сложные смеси белков, кодируемые несколькими семействами генов, и эти белки действуют синергетически, вызывая быстрый паралич или смерть жертвы. Исследование дает представление о биологии яда у змей и позволяет понять эволюцию ядовитых генов на структурном уровне генома. Вооружившись геномом королевской кобры и бирманского питона, команда смогла показать, что, несмотря на предыдущие гипотезы о том, что гены яда развиваются «рано» в родословной, ведущей к змеям, семейства генов яда не дублируются рано, фактически исследование показывает, что быстрое и широкое распространение функционально важных семейств ядовитых токсинов ограничивается ядовитой «продвинутой» змеиной линией.Диверсификация этих токсинов напрямую коррелирует с их функциональной важностью в захвате добычи, например, наиболее патогенное семейство токсинов королевской кобры подверглось массовому распространению, в то время как, напротив, белки яда с менее важными функциями не участвуют в эволюционной гонке вооружений, происходящей между змеи и их добыча.
Доктор Николас Кейсвелл сказал: «Это первые геномы змей, которые будут секвенированы и полностью аннотированы, и наши результаты в отношении королевской кобры обеспечивают уникальное представление о происхождении и эволюции змеиного яда, включая выявление множественных адаптивных реакций на уровне генома на естественные отбор в этой сложной системе биологического оружия. Эти адаптации включают в себя массовое и быстрое расширение семейств генов, которые производят ядовитые токсины, обеспечивая змею высокотоксичной белковой смесью, необходимой для преодоления множества различных жертв, а также для преодоления любой резистентности к яду, которая может у такой добычи. Наше исследование обеспечивает уникальные перспективы для всего генома на адаптивную эволюцию ядовитых систем, а также на эволюцию белков в целом. Таким образом, оно вносит существенный вклад в понимание и сравнение эволюционных геномных процессов у ядовитых организмов ».
Работа, проделанная доктором Кейсвеллом и его соавторами, была использована во второй статье, в которой излагается анализ генома бирманского питона, также опубликованной в том же издании PNAS.