Článek
Slinné a jedové žlázy toho mají víc společného, než by si laik mohl myslet. V případě hadího jedu jde o vlastně vysoce modifikované sliny a geny zodpovědné za kontrolu jedu se nachází také u člověka.
Právě tyto geny vysvětlují, proč se jedové žlázy vyvinuly nezávisle u řady různých původně nejedovatých příslušníků zvířecí říše a teoreticky by k tomu mohlo dojít i u člověka.
„V podstatě máme všechny základní stavební bloky na místě. Nyní je to na evoluci, aby nás tam dostala,“ uvedl s nadsázkou Agneesh Barua, doktorand evoluční genetiky na okinawském Institutu pro vědu a technologii a spoluautor studie, která v pondělí vyšla v odborném časopise Proceedings of the National Academy of Sciences a o němž informoval server Live Science.
Tajemství provozních genů
Biologové již ví, že ústní jedové žlázy jsou modifikované slinné žlázy, nová studie však odkrývá molekulární mechaniku stojící za touto přeměnou. Vědci se přitom nezaměřili na geny, které stojí za samotným vznikem toxinů v jedu, ale na takzvané provozní geny (v angličtině se nazývají house-keeping genes), které jsou se vznikem jedu spojeny, nepodílí se přímo na jeho tvorbě.
Jed tvořený v ústních jedových žlázách je, zjednodušeně řečeno, velice složitou směsí různých proteinů (suchou složku hadích jedů tvoří bílkoviny z 90 procent). Při jejich výrobě, kdy jsou do sebe skládány dlouhé řetězce aminokyselin, však může snadno dojít k chybě. Špatně poskládané proteiny se pak mohou hromadit a poškozovat buňky.
Jedním z mála savců, který disponuje jedem, je ptakopysk. Jeho jedové žlázy se však od těch plazích liší. Nachází se na stehenní části zadních končetin a odborníci se domnívají, že slouží primárně jako pomocný orgán při kopulaci.
„Takže, abyste si byl jistý, že vyrobíte všechny ty proteiny správně, potřebujete robustní systém, který zajistí, že všechny proteiny budou složeny správně a budou správně fungovat,“ uvedl Barua.
To zajišťují ty samé provozní geny, které jsou například ve slinných žlázách člověka a dalších živočichů. Právě tento silný genetický základ je důvodem, proč se jed vyvinul nezávisle u řady druhů napříč živočišnou říší.
Za jedem hledej kalikrein
Lidé stejně jako jiní živočichové produkují enzym (protein určující povahu a rychlost chemických reakcí v těle), který je pro tvorbu jedu klíčový. Trávicí enzym kalikrein je rovněž složkou jedů.
Je to dáno tím, že kalikreiny jsou velmi stabilní proteiny z hlediska toho, že nepřestanou pracovat, pokud zmutují. Je tak relativně jednoduché nabýt výhodných mutací kalikreinu, které jed udělají bolestivější či smrtelnější. Kalikrein totiž, mimo jiné, ovlivňuje krevní tlak či srážlivost.
To u rejska krátkoocasého (na fotce) vznikly jedové žlázy přeměnnou žláz slinných. Jeho příbuzný, rejsec vodní, který žije i u nás, disponuje jedem silnějším, který je schopný zabít i zajíce.
„Pokud by lidé po dramatu roku 2020 potřebovali být jedovatější, aby přežili, nejprve bychom nejspíš pozorovali zvyšující se množství kalikreinu ve slinách,“ zažertoval Barua. I když lidé mají předpoklady k tomu, aby se stali jedovatými, s největší pravděpodobností se tak nestane.
Výroba jedu stojí hodně energie
Lidé si totiž evolučně vyvinuli jiné úspěšnější strategie, jak sehnat potravu či vybrat si partnera. Využívání nástrojů, vznik sociálních struktur v lidském společenství, to vše činí potřebu vzniku jedových žláz zbytečnou.
Jak podotýká Bryan Fry, biochemik z australské Univerzity v Queenslandu, tvorba jedu je navíc energeticky značně drahá. Výroba a mix proteinů stojí tělo značné množství energie.
Jak vzniká jed v mořských řasách? Český vědec to pomohl odhalit
I když vědci zaznamenali u dvou původně nejedovatých druhů, hmyzožravce rejska krátkoocasého a ještěra korovce mexického vznik jedu (právě díky mutaci kalikreinu), je zdokumentován i vývoj opačný.
Právě proto, že je jed energeticky náročný na výrobu, snadno se ztrácí, pokud není využíván. Podle Frye existuje několik druhů mořských hadů, které mají ústní jedové žlázy, ale nejsou již jedovatí, protože se přeorientovali z lovení ryb na požírání rybích vajec.
Přínos pro medicínu
Když se tedy v budoucnosti nedočkáme člověka plivajícího kolem sebe jedovaté sliny, proč je tedy studie přínosná? Jak podotýká Fry, který není autorem studie, porozumění genetice stojící za kontrolou tvorby jedu může být důležité pro medicínu.
Protein z pavoučího jedu může chránit před následky mrtvice
Pokud by mozek kobry začal exprimovat geny (exprese genu je proces, kdy je v genu uložená informace přeměňována na existují buněčnou strukturu), které jsou exprimovány v jedových žlázách, had by okamžitě otrávil sám sebe.
Fry podotýká, že pochopení toho, jak geny ovládají expresi v různých tkáních, může napomoci pochopit příčinu vzniku nemocí, jako je například rakovina, která způsobuje smrt právě nekontrolovaným růstem tkání a sekrecí látek na místech, kde nemají co dělat.
A to je rozhodně akutnější problém než to, že se lidské společenství rozpadne a jedinci budou mít potřebu plivnout na svou kořist jedovatou slinu, aby přežili.