Evolution Stings: The Origin and Diversification of Scorpion Toxin Peptide Scaffolds
Notice bibliographique
Résumé
The episodic nature of natural selection and the accumulation of extreme sequence divergence in venom-encoding genes over long periods of evolutionary time can obscure the signature of positive Darwinian selection. Recognition of the true biocomplexity is further hampered by the limited taxon selection, with easy to obtain or medically important species typically being the subject of intense venom research, relative to the actual taxonomical diversity in nature. This holds true for scorpions, which are one of the most ancient terrestrial venomous animal lineages. The family Buthidae that includes all the medically significant species has been intensely investigated around the globe, while almost completely ignoring the remaining non-buthid families. Australian scorpion lineages, for instance, have been completely neglected, with only a single scorpion species (Urodacus yaschenkoi) having its venom transcriptome sequenced. Hence, the lack of venom composition and toxin sequence information from an entire continent's worth of scorpions has impeded our understanding of the molecular evolution of scorpion venom. The molecular origin, phylogenetic relationships and evolutionary histories of most scorpion toxin scaffolds remain enigmatic. In this study, we have sequenced venom gland transcriptomes of a wide taxonomical diversity of scorpions from Australia, including buthid and non-buthid representatives. Using state-of-art molecular evolutionary analyses, we show that a majority of CSα/β toxin scaffolds have experienced episodic influence of positive selection, while most non-CSα/β linear toxins evolve under the extreme influence of negative selection. For the first time, we have unraveled the molecular origin of the major scorpion toxin scaffolds, such as scorpion venom single von Willebrand factor C-domain peptides (SV-SVC), inhibitor cystine knot (ICK), disulphide-directed beta-hairpin (DDH), bradykinin potentiating peptides (BPP), linear non-disulphide bridged peptides and antimicrobial peptides (AMP). We have thus demonstrated that even neglected lineages of scorpions are a rich pool of novel biochemical components, which have evolved over millions of years to target specific ion channels in prey animals, and as a result, possess tremendous implications in therapeutics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».