毒液的演化改变并赋能了多种生物。如今，我们面临的挑战是动员全球力量，发挥毒液的潜能，推动科学、技术、工程和教育发展，改善人类生活。
我们了解的情况
人们往往认为有毒动物神秘而危险。然而，动物毒液是一种强大的生化资源，可用于应对全球性挑战。这些挑战涵盖从识别生物多样性的起源，到绘制人类思维图谱，再到开发新型止痛疗法。
毒液的力量源自三个关键特征。首先，毒液是复杂的分泌物混合物，提供了新的生化物质来源。其次，尽管这些生化物质结构复杂，其结构和生理作用靶点却在整个动物界中保持保守。毒液成分可以合成、改造，并用作探针来研究人类神经系统。第三，数百万年的生化演化塑造了毒液这一极为成功的创新，它存在于动物生命之树的所有分支中。
毒液存在于所有生态系统中：巨型蜈蚣和蝎子捕食昆虫的沙漠；蜗牛用齿舌刺捕鱼类的海洋；蜜蜂和黄蜂躲避猛禽的天空；以及蛇捕猎一切会动之物的森林。对动物而言，毒液将肉搏战转变为一场生化军备竞赛，让大卫也能战胜歌利亚。对人类而言，毒液既能致命，也能治病。毒液的力量与挑战正蕴含于这一悖论之中，它能从恐惧的源头转变为希望、创新与繁荣的源泉。
毒液组学研究问题
通过将毒液作为跨学科研究方法，探讨生物多样性、神经生物学、遗传学和演化领域的关键问题，可以推动基础科学、技术和医学的发展。例如，毒液如何影响全球生物多样性格局？毒液成分如何激活或抑制人类疼痛通路，从而引发或阻断疼痛？
毒液在什么条件下演化？是否存在促成毒液演化的共同生态因素或情境因素？毒液的演化是否遵循其他军备竞赛所提出的模型，例如微生物、宿主与寄生生物、植物与食草动物以及植物与传粉者系统中的模型？毒液，以及有毒动物与其对手之间的相互作用，如何推动物种形成和多样化？
我们能否找出从表型到基因型的规律，据此预测哪些毒液化合物会调节特定分子靶点，例如感觉组织和神经肌肉组织中的离子通道与受体？毒液基因组是否是解读细胞功能的关键？我们能从计算毒理学中学到什么，以推动个性化医疗发展？
这些有关毒液的关键研究问题，着眼于运用现有模型并建立新模型，以了解细胞信号如何传导、蛋白质如何相互作用。要解决这些问题，需要采取一体化、以转化为导向的方法，汇聚来自全球不同地区的科学专长，克服计算、分子和功能层面的障碍，发挥毒液的变革力量。
科学发现与预期成果
2018年诺贝尔化学奖授予弗朗西丝·阿诺德，以表彰她在酶定向进化方面的开创性工作。大自然通过毒液这一创新实现了定向进化。还有无数科学发现有待探索。利用生物分子作为武器，是动物最古老、最普遍的策略之一，也是一种极易变化的策略；在约占动物生物多样性15%、能够产生毒液的动物中，这种策略已多次演化出现。
虽然一些演化支系的毒液生化、结构和行为特征已得到表征，但没有任何一个支系的这些要素都已得到完整描述，也没有任何一个支系经过全面研究，足以让我们理解毒液演化的共同诱因、途径和结果。
然而，根据少数已研究的系统，我们知道毒液化学有望改善人类健康；毒液涉及不同寻常的基因转录和修饰系统；而用于释放毒液的结构具有独特的物理特性。对动物各演化支系中的毒液系统进行表征，有望推动生命科学、化学和生物工程取得巨大进展。
例如，毒液不仅能帮助我们洞悉演化规律和模式，还能揭示细胞及亚细胞过程的机制，例如离子通道功能、基因重复、新功能化和调控。描述毒液有助于记录和描述新型生物分子及其递送结构。
很少有系统能为此类跨学科、比较性和全面研究提供天然契机。此外，毒液系统还能推动STEM教育，借助毒液令人着迷的吸引力，通过生物学、化学、生物多样性和生物工程的跨学科故事来教学并启发学生。
为何现在投资毒液组学？
毒液研究是一项跨学科研究领域的宏伟探索，能够在未来多年吸引、激励并启发一代代科学家、学生和公众。事实上，过去十年来毒液研究迅速升温，全球毒液相关论文、研讨会和生物技术初创公司的数量不断增加，便是明证。是什么推动了这一增长？所提出问题的规模和复杂性，需要运用直到最近才得以实现的技术和科学基础。
组学技术的兴起，使研究大量物种变得更容易、更便宜、更快捷，其中包括体型较小或稀有的非模式生物。随着毒液迅速成为希望、变革、创新与繁荣的源泉，这一领域已蓄势待发，迎接突破。简言之，投资毒液研究，就是投资于与多方利益相关者息息相关的科学进步，无论他们身处研究界内外。
让我们迎接大自然的挑战，搭乘毒液列车，驶入科学奇观之旅。
