Les mossegades de serp representen un repte per a la salut pública, però les seves toxines amaguen un gran potencial biomèdic. Emprades en antídots, fàrmacs i teràpies contra el càncer, aquestes substàncies bioactives demostren que “la dosi fa el verí”. No obstant això, els genomes de referència de les serps verinoses són notablement escassos. Aquestes eines genòmiques són crucials en la investigació del verí, però també per a l'estudi de la seva evolució i la conservació d'aquests animals essencials en els ecosistemes.

Per primera vegada, un equip internacional liderat per Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF), ha seqüenciat el genoma de referència de l’Escurçó banyut d'Aràbia (Cerastes gasperettii). L’estudi ha identificat un nou gen codificador de toxines amagat al seu genoma, juntament amb els 10 gens de les toxines que conformen el nucli del verí que la serp inocula a les seves preses, amb potencial per a aplicacions mèdiques. A més, l'equip ha aconseguit desvetllar la història demogràfica i l’evolució de l’escurçó.

Desxifrat el genoma de l’Escurçó banyut d'Aràbia

El grup de Sistemàtica, Biogeografia i Evolució de Rèptils i Amfibis de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE) ha produït des del 2024 quatre genomes de referència de serps verinoses a nivell mundial, un recurs extremadament limitat ja que només es disposa d’unes poques desenes. Amb aquest estudi, l’equip aporta un cinquè genoma de referència d'alta qualitat: el de l’Escurçó banyut d'Aràbia.

Mitjançant diferents tècniques de seqüenciació, el grup ha aconseguit seqüenciar l'ADN de la serp a nivell cromosòmic, revelant un 99,44% del genoma. L’estudi ha anotat més de 27.000 gens codificadors de proteïnes, 194 dels quals codifiquen toxines de l’escurçó.

Escurçó banyut d'Aràbia (Cerastes gasperettii). Crèdit a Salvador Carranza.
 

“A partir d’un sol individu hem pogut desvetllar el genoma de tota una espècie. Això diu molt de la importància d’obtenir genomes de referència no només per a la investigació mèdica del verí, sinó per a l'estudi de la biodiversitat i l’evolució de les serps, un animal clau en la conservació dels ecosistemes”, assenyala Gabriel Mochales, investigador predoctoral a l'IBE i primer autor de l'estudi.

Revelat el nucli del verí de l'escurçó

Les toxines del nucli del verí es troben a les glàndules del verí que la serp inocula a les seves preses i són crucials per al desenvolupament d'antídots. El verí de C. gasperettii és d'especial importància, ja que és considerat de rellevància mèdica per l'Organització Mundial de la Salut (OMS). Es tracta d'una de les serps més comunes als deserts d'Aràbia i la seva mossegada ocasiona desenes de milers de morts i discapacitats cada any. Mitjançant la seqüenciació del genoma de referència, l'estudi ha identificat les 10 toxines clau del nucli del verí de l’escurçó.

“Conèixer els gens de toxines del nucli del verí posa les bases per al desenvolupament d’antiverins sintètics de nova generació que millorin la variabilitat en l’eficàcia i el risc de reaccions al·lèrgiques severes”, apunta Mochales.

A més, l'estudi ha identificat un nou gen latent al genoma d’aquesta serp, que codifica substàncies verinoses (anomenades toxines). Aquest gen mostra una evolució independent del verí respecte al resta dels escurçons i a més no s’expressa, per la qual cosa no pot observar-se en el verí de la serp.

“L’estudi dels verins s’ha fet tradicionalment a través de les toxines que els composen. Però disposar de genomes de referència ens permet anar més enllà i descobrir gens de toxines que no s’estan expressant. Aquests gens són dipòsits evolutius de molècules bioactives amb un potencial inexplorat per al desenvolupament de fàrmacs”, explica Salvador Carranza, investigador principal i director de l'IBE que ha liderat l’estudi. “A més, ens permet estudiar l’evolució del verí dels escurçons i pot servir de referència per a altres espècies de serps verinoses”, afegeix.

El genoma de l'escurçó revela la seva adaptació al desert

Mitjançant el genoma d’un sol individu, l'equip ha desvetllat noves claus sobre la història demogràfica de Cerastes gasperettii que es remunten fins al període dels dos últims màxims glacials, fa més de vint mil anys.

Durant les glaciacions, el nivell global del mar va descendir al voltant de 150 metres, cosa que va exposar el sòl i la sorra al pas del vent a la Península Aràbiga, provocant l’aridificació del sòl. L’estudi actual ha descobert que les poblacions de Cerastes gasperettii van augmentar durant aquests dos períodes, les quals s’haurien beneficiat de la desertització del clima.

“Aquests descobriments aporten nova informació sobre la preservació i el paper ecològic d’aquests animals fonamentals per als ecosistemes”, apunta Carranza, i conclou que “comprendre a nivell genètic com es van adaptar aquests escurçons a la desertització de la Península Aràbiga pot inspirar solucions i orientar els esforços de conservació davant el canvi climàtic, que promou l’aridificació del sòl avui dia”.

Article referenciat: Mochales-Riaño G, Hirst SR, Talavera A, Burriel-Carranza B, Pagone V, Estarellas M, Busschau T, Boissinot S, Hogan MP, Tena-Garcés J, Pla D, Calvete JJ, Els J, Margres MJ, Carranza S. 2025. Chromosome-level reference genome for the medically important Arabian horned viper (Cerastes gasperettii). GigaScience 14: giaf030. DOI: 10.1093/gigascience/giaf030.