一種古老的海洋動物,用完全相反的方式對抗病毒,而且遠在6億多年前就選擇了這條路徑。這項由耶路撒冷希伯來大學與北卡羅來納大學夏洛特分校合作完成的研究,發表在《自然·生態與進化》期刊上。論文第一作者為博士生Ton Sharoni,通訊作者為耶路撒冷希伯來大學生態、演化與行為學系主任Yehu Moran教授。他們在海葵體內發現了一種此前未知的抗病毒防御系統,這個系統使用的蛋白質長得和我們人類免疫系統里的關鍵成員很像,干的事卻截然相反。
在人類和其他脊椎動物體內,有一條重要的抗病毒通路依賴一種叫做MAVS的蛋白質。細胞一旦偵察到病毒入侵,MAVS就會充當信號樞紐,迅速打開免疫防御。因為海葵所在的演化分支在超過6億年前就和最終通向人類的支系分開了,它又和珊瑚、水母關系密切,所以一直是研究動物免疫早期歷史的理想模型。研究人員原本期待能找到一種“古老版”的MAVS,幫助解釋這條通路到底有多古老。
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他們確實找到了一個蛋白質,并將其命名為CARDIB。從結構上看,CARDIB和MAVS高度相似,這讓人很自然地認為它的功能就是激活抗病毒反應。但實驗數據完全推翻了這種猜測。“CARDIB的每一個特征都暗示它應該像MAVS那樣工作,”Moran教授說,“然而我們發現它做的恰恰相反。CARDIB非但不激活抗病毒防御,反而是在常態下壓制這些防御。”
這個發現制造了一個悖論:如果CARDIB是在壓制免疫,那海葵為什么還需要它來抵御病毒感染?為了回答這個問題,研究團隊利用CRISPR基因編輯敲除了海葵的CARDIB基因,然后讓這些改造過的海葵暴露在病毒威脅下。結果出乎所有人預料——失去CARDIB的海葵對感染的控制能力大大下降,病毒復制變得更加容易,抗病毒防御系統也無法正常啟動,動物抵抗病毒的能力顯著削弱。
也就是說,一個日常負責“剎車”的蛋白,反而成了有效抗病毒的必需品。這個結果直接挑戰了學界關于抗病毒免疫演化的長期看法,它意味著動物界的不同分支有可能演化出了根本不同的方式去控制病毒感染。海葵用一套和脊椎動物截然相反的機制,達到了相似的生存效果,這讓科學家需要重新思考免疫策略的演化圖譜。
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