Décodage de l'histoire évolutive des toxines du serpent à trois doigts
Un espoir de traitement pour le diabète de type 2 et l'hypertension
Les morsures de serpent causent chaque année environ 100 000 décès dans le monde. Des chercheurs de l'université technique de Munich (TUM) ont étudié comment la toxine est apparue il y a 50 à 120 millions d'années grâce à la modification d'un gène que l'on retrouve également chez les mammifères et d'autres reptiles. Les résultats pourraient contribuer à la mise au point de meilleurs traitements contre les morsures de serpent et déboucher sur de nouvelles connaissances pour le traitement de maladies telles que le diabète de type 2 et l'hypertension.
Lorsque le venin pénètre dans la victime d'une morsure de serpent, il se fixe sur les récepteurs des cellules nerveuses et musculaires et interrompt les voies de communication entre elles. Cela provoque d'abord une paralysie et, en l'absence d'antidote, peut entraîner la mort en l'espace de quelques minutes ou de quelques heures. Une équipe de chercheurs a étudié comment la structure protéique des venins de serpent connus sous le nom de toxines à trois doigts (3FTxs) a changé au cours de l'évolution.
Émergence des toxines à trois doigts
L'équipe de Burkhard Rost, professeur de bio-informatique, a découvert que les toxines à trois doigts se sont développées au fil du temps à partir du gène Ly6, également présent chez les mammifères et d'autres reptiles. Il est responsable de diverses fonctions métaboliques telles que la réponse immunitaire des cellules et la régulation neuronale.
Ivan Koludarov, chercheur à la chaire de bio-informatique et premier auteur de l'étude, déclare : "Des études antérieures ont montré que les serpents ont divergé des autres lézards il y a environ 120 millions d'années. Les serpents venimeux actuels et les autres espèces de serpents ont divergé il y a environ 50 millions d'années et tous deux possèdent déjà des gènes 3FTx fonctionnels. Cela signifie que le gène Ly6 a tellement changé entre 50 et 120 millions d'années qu'il provoque aujourd'hui un effet toxique important.
Au cours de l'évolution, le gène Ly6, qui génère les instructions pour la toxine, a doublé à plusieurs reprises. Par conséquent, les serpents venimeux sont porteurs de plusieurs copies du gène. Sur ces copies, différents segments ont muté. En conséquence, la fonction de la protéine codée par le gène a changé si radicalement qu'elle ne remplit plus sa fonction d'origine et agit plutôt comme une toxine.
Les différentes formes du venin
Tobias Senoner, doctorant à la Chaire de bio-informatique, ajoute : "Le gène a muté dans différentes formes de venin : "Le gène a muté de différentes manières chez les différentes espèces de serpents. Sur la base des structures protéiques qui en résultent, nous pouvons distinguer quatre formes de la toxine 3FTx. Chacune d'entre elles possède des structures spécifiques et agit donc différemment sur les proies du serpent".
Le professeur Burkhard Rost explique : "Pour notre étude, nous avons recueilli toutes les informations disponibles dans la base de données UniProt, qui fournit des données sur les protéines de tous les organismes vivants et des virus. En outre, nous avons accédé aux informations biomédicales et génétiques du National Center for Biotechnology Information. Nous avons analysé ces données sous l'angle de l'intelligence artificielle".
Amélioration des traitements et de la mise au point des médicaments
Les résultats de l'étude permettront d'améliorer le traitement des victimes de morsures de serpent et de faire progresser la mise au point de médicaments. La compréhension des toxines pourrait contribuer à la mise au point de nouvelles méthodes de traitement du diabète de type 2 ou de l'hypertension, par exemple, ou de meilleurs médicaments contre la douleur.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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