Hirudins, ornatins and piscicolins in representatives of freshwater and marine piscicolid leeches
这项研究表明，淡水和海洋蛭科蛭类拥有截然不同的类蛭素抗凝血因子库，包括物种特异性的 ornatins 和类蛭素因子，以及一类新发现的、在进化上保守的“piscicolins”蛋白，这表明祖先的类蛭素超家族基因在真蛭类起源时就已经存在。
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在河流、湖泊和海洋的深处水域中，一群特殊的寄生虫正等待着下一顿美餐。它们是鱼蛭（fish leeches），这种吸血生物会附着在鱼类和其他水生动物身上进行觅食。虽然它们常被视为可能危害鱼类种群并破坏水产养殖业的害虫，但它们也是生物工厂。几个世纪以来，科学家们一直知道水蛭会在其唾液中产生强效化学物质，以防止宿主的血液凝固。这使得水蛭能够自由饮血，而不会因伤口愈合而导致无法进食。其中最著名的化学物质被称为水蛭素（hirudin），它是在医用蛭类中发现的，并已成为现代医学治疗血栓的重要工具。另一类重要的化学物质被称为 ornatins，它们能阻止被称为血小板的血细胞粘连在一起，而这是形成血块的第一步。长期以来，研究人员一直好奇这些同样强大的工具是否存在于食鱼类水蛭中，因为后者属于不同的科，且生活在完全不同的环境中。
一个研究小组着手解决这个谜团，通过直接观察两种截然不同的食鱼类水蛭的遗传蓝图来进行研究。他们检查了欧洲鱼蛭（生活在淡水中）和一种发现于太平洋的海生鱼蛭的完整基因组，即全套指令集。通过读取这些遗传密码，他们试图寻找那些能够指导水蛭如何制造水蛭素和 ornatins 的特定基因。结果既充满了惊喜，也带来了发现。在欧洲鱼狸中，他们发现了类水蛭素因子和 ornatins 的基因，证实了该物种拥有与淡水亲戚相同的化学工具箱。然而，在海生鱼蛭中，这些特定的基因却完全缺失了。这是一个重要的发现，因为它表明制造这些特定抗凝剂的能力在所有鱼蛭中可能并不普遍。
但故事并未止步于简单的“是”或“否”。虽然海生水蛭缺乏预期的基因，但研究人员在其 DNA 中发现了完全陌生的东西。他们发现了一种不同类型的基因，并将其命名为“piscicolin”。这些基因产生的蛋白质在结构特征上与已知的抗凝剂有相似之处，但在构建方式上有所不同。最显著的区别在于遗传指令的排列方式。在水蛭素和 oratin 的基因中，指令被分为两部分；而在新的 piscicolin 基因中，指令被分为三部分，这导致蛋白质内部关键构建模块之间的距离略有不同。这种结构上的差异表明，piscicolins 是一个独立演化出来的抗凝剂家族。
研究人员并未止步于仅仅发现基因，他们还想知道这些新化学物质是否真的有效。他们提取了来自一种海生水蛭物种的 piscicolin 遗传指令，并在实验室中利用细菌制造出这种蛋白质。当他们在人类血小板上测试这种新蛋白质时，发现它确实能阻止血小板聚集，尽管其效果比已知最强效的试剂要弱。这证实了该基因是具有功能的，并且能产生真实的生物效应。团队还查看了其他几种海生水蛭物种的遗传数据，发现这些新的 piscicolin 基因在这些物种中广泛存在，分布于淡水和海水环境中。
这些发现描绘了一幅更清晰的寄生虫进化图景。研究表明，所有真蛭类的共同祖先已经具备了制造水蛭素和 ornatins 的遗传潜力。在数百万年的时间里，某些谱系（如海生鱼蛭）失去了制造经典版本化学物质的能力，转而开发出了新的 piscicolin 家族。这一发现填补了我们对水蛭进化理解中的重大空白，表明阻止血液凝固的遗传工具箱比此前认为的更加多样且具有适应性。通过绘制这些基因图谱，科学家们不仅识别出了新的潜在医学工具，还追踪了这些古老的寄生虫在世界水域中生存所采取的独特进化路径。
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