Este estudio ha identificado un nuevo gen codificador de toxinas oculto en su genoma, junto a los 10 genes de las toxinas que conforman el núcleo del veneno de esta serpiente, que causa decenas de miles de muertes y discapacidades cada año.
Las mordeduras de serpiente representan un desafío para la salud pública, pero sus toxinas encierran un gran potencial biomédico. Empleadas en antídotos, fármacos y terapias contra el cáncer, estas sustancias bioactivas demuestran que “la dosis hace el veneno”.
Sin embargo, los genomas de referencia de las serpientes venenosas son notablemente escasos. Estas herramientas genómicas son cruciales en la investigación del veneno, pero también para el estudio de su evolución y la conservación de estos animales esenciales en los ecosistemas.
Por primera vez, un equipo internacional liderado por el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha secuenciado el genoma de referencia de la víbora cornuda de Arabia (Cerastes gasperettii).
El estudio ha identificado un nuevo gen codificador de toxinas oculto en su genoma, junto a los 10 genes de las toxinas que conforman el núcleo del veneno que la serpiente inocula en sus presas, con potencial para aplicaciones médicas. Además, el equipo ha logrado desvelar la historia demográfica y la evolución de la víbora.
El grupo de Sistemática, Biogeografía y Evolución de Reptiles y Anfibios del Instituto de Biología Evolutiva (IBE) ha producido desde 2024 cuatro genomas de referencia de serpientes venenosas a nivel mundial, un recurso extremadamente limitado ya que solo se dispone de unas pocas decenas. En este estudio, el equipo aporta un quinto genoma de referencia de alta calidad: el de la víbora cornuda de Arabia.
Mediante diferentes técnicas de secuenciación, el grupo ha logrado secuenciar el ADN de la serpiente a nivel cromosómico, desvelando un 99,44 % del genoma. El estudio ha anotado más de 27.000 genes codificadores de proteínas, 194 de los cuales codifican toxinas de la víbora.
A partir de un solo individuo hemos podido desvelar el genoma de toda una especie
“A partir de un solo individuo hemos podido desvelar el genoma de toda una especie. Esto dice mucho de la importancia de obtener genomas de referencia no solamente para la investigación médica del veneno, sino para el estudio de la biodiversidad y la evolución de las serpientes, un animal clave en la conservación de los ecosistemas”, señala Gabriel Mochales, investigador predoctoral en el IBE y primer autor del estudio.
Las toxinas del núcleo del veneno se encuentran en las glándulas del veneno que la serpiente inocula a sus presas y son cruciales para el desarrollo de antídotos. El veneno de C. gasparettii es de especial importancia, pues es considerada de relevancia médica por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Se trata de una de las serpientes más comunes en los desiertos de Arabia y su mordedura ocasiona decenas de miles de muertes y discapacidades cada año. Mediante la secuenciación del genoma de referencia, el estudio ha identificado las 10 toxinas clave del núcleo del veneno de la víbora.
Conocer los genes de toxinas del núcleo del veneno sienta las bases para el desarrollo de antivenenos sintéticos de nueva generación
“Conocer los genes de toxinas del núcleo del veneno sienta las bases para el desarrollo de antivenenos sintéticos de nueva generación que mejoren la variabilidad en la eficacia y el riesgo de reacciones alérgicas severas”, apunta Mochales.
Además, el estudio ha identificado un nuevo gen latente en el genoma de esta víbora, que codifica sustancias venenosas (llamadas toxinas). Este gen muestra una evolución independiente del veneno respecto el resto de las víboras y además no se expresa, por lo que no puede observarse en el veneno de la serpiente.
“El estudio de los venenos se ha hecho tradicionalmente a través de las toxinas que lo componen. Sin embargo, disponer de genomas de referencia nos permite ir más allá y descubrir genes de toxinas que no se están expresando. Estos genes son depósitos evolutivos de moléculas bioactivas con un potencial sin explotar para el desarrollo de fármacos”, explica Salvador Carranza, investigador principal y director del IBE que ha liderado el estudio.
“Además, nos permite estudiar la evolución del veneno de las víboras y puede servir de referencia para otras especies de serpientes venenosas”, añade.
Mediante el genoma de un solo individuo, el equipo ha desvelado nuevas claves sobre la historia demográfica de Cerastes gasperettii que se remontan hasta el período de los dos últimos máximos glaciales, hace más de veinte-mil años.
Durante las glaciaciones, el nivel global del mar descendió alrededor de los 150 metros, lo cual expuso el suelo y la arena al paso del viento en la Península Arábiga, provocando la aridificación del suelo.
El estudio actual ha descubierto que las poblaciones de Cerastes gasperettii aumentaron durante estos dos períodos, que se habrían beneficiado de la desertización del clima.
“Estos hallazgos aportan nueva información sobre la preservación y el papel ecológico de estos animales fundamentales para los ecosistemas” apunta Carranza, y concluye que “comprender a nivel genético cómo se adaptaron estas víboras a la desertización de la Península Arábiga puede inspirar soluciones y orientar los esfuerzos de conservación frente al cambio climático, que promueve la aridificación del suelo hoy en día”.
Referencia:
Carranza S. 2025. "Chromosome-level reference genome for the medically important Arabian horned viper (Cerastes gasperettii)". GigaScience
El equipo del Instituto de Neurociencias (IN, CSIC–UMH) explica que la clave está en cómo se moldea el halterio, el ala modificada que permite a estos insectos mantener el equilibrio y realizar maniobras complejas mientras vuelan.
El estudio revela, por primera vez, la presencia simultánea de dos especies extintas de tortugas del grupo Helochelydridae en esta localidad, un hallazgo de gran relevancia ya que se trata de uno de los pocos registros mundiales que evidencian esta coexistencia.
