世界上大约有 4,000 种蛇，其中只有 10% 的蛇毒足以对人类造成严重伤害，但这足以使蛇咬伤成为重要的公共卫生问题。为了更好地了解蛇如何产生毒液以及不同蛇种的毒液有何不同，研究人员开发了一种新方法，可以锁定蛇在产生毒液时使用的基因。他们的研究成果发表在《分子生态资源》杂志上。

新技术聚焦蛇类产生毒液的基因

“我们开发出了一种工具，可以一次性告诉我们整个蛇类家族中存在哪些产生毒液的基因，”菲尔德博物馆尼加尼综合研究中心的爬虫学助理馆长、这项研究的资深作者萨拉·鲁安 (Sara Ruane) 说。

所有生物都含有 DNA，这是一种提供生物体构造和运作化学指令的分子。这些指令称为基因组，基因组的较小部分称为基因。例如，人类基因组由大约 20,000 个基因组成，其中包含从细胞生长到眼睛颜色等所有方面的指令。

在蛇类中，有数千个基因与产生毒液有关，不同种类的毒蛇使用不同组合和版本的基因来产生毒素。

“了解蛇毒中含有什么成分很重要，因为不同种类的蛇毒有不同的作用——有些蛇毒会影响神经系统，有些会影响循环系统，有些会影响细胞功能，”鲁安说。“了解某种蛇毒中含有什么成分有助于开发治疗这种蛇咬伤的抗蛇毒血清。”

此外，蛇毒中含有的化合物实际上可用于药物开发和人类医学——例如，第一种用于治疗高血压的ACE 抑制剂药物就是由巴西蝮蛇毒液中发现的一种化合物制成的。

“你可以以可控的方式驾驭死亡的力量，”鲁安说。

由于产生毒液的基因有数千种，而每条蛇的基因组包含数万个基因，因此很难确定特定物种中存在哪些基因可以产生毒液。为了解决这个问题，鲁安和她的同事在这项研究的第一作者斯科特·特拉弗斯的带领下开发了一种名为 VenomCap 的技术。

VenomCap 是一组外显子捕获探针，它们是一组分子，旨在与特定基因组相互作用。VenomCap 旨在与之前研究表明与蛇毒产生有关的数千个基因中的任何一个结合。

无需对蛇的整个基因组进行测序(一个漫长而昂贵的过程)并从中梳理 2,000 多个可能的产生毒液的基因，VenomCap 可以为科学家提供一种更快、更简单的方法来查看蛇拥有哪些基因。

为了测试 VenomCap 与产生毒液的基因结合的能力，研究人员从具有重要医学意义的眼镜蛇科的 24 种蛇类身上采集了组织样本，眼镜蛇科包括眼镜蛇、曼巴蛇和珊瑚蛇。

先前的基因组研究已经揭示了这些蛇类拥有的许多产生毒液的基因，而 VenomCap 能够以平均 76% 的准确率匹配这些结果。VenomCap 可以与之前从蛇体内任何部位收集的组织一起使用，而不需要直接从毒腺中提取，这是另一种常用的确定蛇类毒液基因的技术。

由于 VenomCap 可用于分析整个眼镜蛇科(约 400 个物种)中各个物种的毒液基因，因此它可能使科学家更容易研究这些蛇的生活方式与它们产生的毒液之间的关系。

“假设你对一些相近的蛇类物种感兴趣，这些蛇类彼此外观不同，生活在不同的环境中，吃不同的东西。VenomCap 可以帮助科学家比较这些蛇产生的毒液，这可以帮助回答更大的问题：毒液是否进化以适应蛇的生活方式，或者它们的生活方式是否进化以适应它们产生的毒液，”Ruane 说。

除了阐明蛇的进化过程之外，VenomCap 这样的工具还可以为试图治疗危险的蛇咬伤的科学家带来帮助。

“蛇咬伤在全球范围内都被视为一种被忽视的疾病。在美国，我们接触毒蛇的次数并不多，即使接触到，我们也能得到非常好的医疗救治——如果你被蛇咬伤后能迅速去医院，几乎肯定不会死，”鲁安说。

“但在世界其他地方，医院可能距离太远，无法及时到达，或者他们手头没有合适的抗蛇毒血清，因为抗蛇毒血清供应非常短缺。因此，任何研究蛇毒并帮助我们识别不同物种中存在的蛇毒的工作都非常重要，可以为开发有效治疗方法提供基线数据。”