Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey

Draft genome of Hirudo medicinalis: 15 known anticoagulation factors and 17 other antihemostasis-linked proteins

Геномика и протеомикаKvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)— Scientific ReportsDOI →

Почему это важно для гирудотерапии

A genome-level reference for the medicinal leech that supports comparative studies of leech anticoagulants and the search for new candidate molecules.

Исследовательский / Приоритет исследований

Фундаментальное научное исследование. Данный обзор охватывает геномные данные с опосредованным трансляционным значением для будущей разработки лекарственных препаратов.

Последнее обновление: 27 мая 2026 г.Рецензент: Andrei Dokukin, MD

Омикс и молекулярная биологияПоисковая наука

Потребность в референсном геноме

Несмотря на столетия применения в медицине, в 2020 году были опубликованы две черновые сборки генома Hirudo medicinalis: Babenko и др. (BMC Genomics, 29 апреля) и Kvist и др. (Scientific Reports, 18 июня). Черновая сборка Kvist покрывает, по оценкам, 79–94% генома, и в ней был проведён поиск антикоагулянтных факторов.[R1]

Статистика сборки

176.96

Мегабазных пар (Мбп)

19,929

Скаффолдов

79–94%

Оценочная доля секвенированного генома

Каталог генов антикоагулянтов

Основным вкладом исследования стал детальный каталог генов, кодирующих антикоагулянтные и антигемостатические белки. Авторы аннотировали:

15 факторов антикоагуляции

Белки пиявочного происхождения, имеющие совпадения в геноме, включают гирудин (в единственной копии), эглин C и дестабилазу I (по семь копий каждого, наибольшее число копий), бделлин, антистазин, бделластазин, гуамерин, пигуамерин, LDTI, цистатин, маниллазу, лектин C-типа, фиколин и серпины типа Казала. Лектин C-типа, гуамерин, серпин типа Казала и бделлин встречаются в тандемных кластерах. Совпадение с лефаксином по BLAST не было признано ортологом.

17 антигемостатических белков

Белки, связанные с антикоагуляцией и известные у других кровососущих или ядовитых животных (например, ADAMTS, апираза, ингибиторы сериновых протеаз типа Кунитца, аннексин и белки змеиного яда); 17 из 23 совпадений по BLAST были подтверждены как ортологи. Авторы отмечают, что совпадений с антитромбоцитарными белками пиявки (LAPP/саратин) обнаружено не было, а активность вновь идентифицированных белков ещё предстоит изучить.

Новые открытия

Избранные данные из черновой сборки генома Kvist (гирудин в единственной копии и гирудин-подобный фактор 3; по семь копий эглина C и дестабилазы), а также из генома Babenko и соавт. 2020 и данных саливарных клеток (белки CRISP, протеазы M12/M13):

Открытие	Значимость
CRISP proteins (Babenko et al. 2020)	Cysteine-rich secretory proteins (CAP/CRISP superfamily); the identified sequences resemble the hookworm potassium-channel blocker AcK1, the possible platelet aggregation inhibitor HPI and the snake toxins triflin and natrin-1; their function in the leech is not established
M12/M13 proteases	Metalloproteases of the M12, M13 and M28 families were the major enzymatic components of the salivary cell secretion (Babenko et al. 2020); M12 proteases can degrade extracellular-matrix proteins (gelatine, fibrinogen, fibronectin) and participate in clot softening by fibrinogen degradation

Значение для разработки лекарственных препаратов

Черновая сборка генома Kvist и др. представляет собой каталог последовательностей-кандидатов для сравнительных исследований антикоагулянтов пиявки; авторы отмечают, что активность вновь выявленных белков ещё предстоит исследовать. Babenko и др. описывают свою аннотацию генома как базу данных последовательностей, кодирующих уникальные биоактивные белки пиявки, для использования при разработке новых фармакологических соединений.

Бивалирудин

Прямой ингибитор тромбина, разработанный на основе гирудина. Одобрен FDA. Пиковая выручка — $636 млн/год. В настоящее время дженерик.

Дезирудин

Рекомбинантный гирудин для профилактики ТГВ. Одобрен FDA в 2003 году (Iprivask); в настоящее время снят с производства в США. Демонстрирует путь от соединения пиявки к лекарственному препарату.

Лефаксин (доклиническая стадия)

Ингибитор фактора Xa, впервые выделенный из пиявки Haementeria depressa (Faria и др. 1999). Kvist и др. обнаружили в геноме H. medicinalis совпадение с лефаксином по BLAST, но не признали его ортологом, поскольку при взаимном BLAST гораздо лучшее совпадение давал гемэритрин.

Дополняющая протеомика

Черновую сборку генома Kvist лучше всего рассматривать вместе с работой Babenko и др. (2020), в которой был описан более ранний, независимо собранный черновой вариант генома H. medicinalis (BMC Genomics, 29 апреля 2020) и методом масс-спектрометрии идентифицировано 189 белков в секрете слюнных клеток H. medicinalis (344 — у H. verbana). Вместе они связывают гены с белками, которые пиявка действительно секретирует.

See genomics-proteomics for the broader omics summary.

Список литературы

[R1]
Draft genome of the European medicinal leech Hirudo medicinalis (Annelida, Clitellata, Hirudiniformes) with emphasis on anticoagulants
Scientific Reports(2020)https://doi.org/10.1038/s41598-020-66749-5
Primary source (Kvist et al., PMID 32555498).
[R2]
In-depth profiles of bioactive large molecules in saliva secretions of leeches determined by combining salivary gland proteome and transcriptome data
Journal of Proteomics(2019)https://doi.org/10.1016/j.jprot.2019.03.009
Liu et al. 2019 (PMID 30880165): 434 full-length salivary protein sequences deduced; the abstract does not name the species.
[R3]
Draft genome sequences of Hirudo medicinalis and salivary transcriptome of three closely related medicinal leeches
BMC Genomics(2020)https://doi.org/10.1186/s12864-020-6748-0
Babenko et al. 2020 (PMID 32349672): an independently assembled H. medicinalis genome draft (published 29 April 2020, before Kvist et al.) plus salivary transcriptomes and proteomics of three Hirudo species.

← Все научные статьи