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在宿主与病毒的战斗中,良好的进攻并不总是最好的策略

2019年2月13日

作者:特雷福怪癖

人类免疫系统因对常见感染反应过度或与灰尘或花粉等无害物质开战而臭名昭著。它建立这些防御的努力往往会对它试图保护的身体造成伤害。在二月号上细胞宿主和微生物犹他大学健康系人类遗传学系的研究人员发表了一万博APP官网平台项关于免疫系统的一个组成部分如何进化以限制这种附带损害的调查。

OAS1基因存在于大多数动物体内,它负责对抗登革热和西尼罗河等传染性病毒的免疫途径。该基因编码2 ' -5 ' -低聚腺苷酸合成酶1 (OAS1),该酶可以检测入侵病毒并激活另一种酶RNase L,这种酶可以破坏病毒和人类RNA,最终杀死受感染的细胞。

因为激活OAS1免疫途径会有效地损害宿主,该基因可能已经进化到降低其自身的功效,以增强宿主的适应性。先前的研究表明,缺乏产生RNase L能力的小鼠明显比正常小鼠活得更长。然而,这些小鼠也更容易受到感染。这些发现表明,在某些情况下,加强这种免疫反应实际上会降低进化适应性。

首席研究员克莱顿·凯里说:“OAS1是灵长类基因组中进化最快的基因之一。”“然而,还没有任何研究表明这种进化的功能后果可能是什么。”

研究人员研究了OAS1在十几个灵长类物种中的进化过程。通过测量该基因编码的抗病毒酶的效力,他们发现OAS1经历了不同的突变,从而限制了它在几个物种中的有效性。有些突变比其他突变更极端。例如,绢毛猴编码的OAS1基因完全不能激活RNase L。人类和大猩猩的基因组都有显著限制OAS1免疫反应的等位基因,而且在他们的种群中出现的频率相似。有趣的是,研究人员发现,这些等位基因是通过非常不同的进化过程形成的。

凯里说,这些发现可能表明了一种“共同的进化压力”,即在免受病毒感染的保护与免疫途径引起的损害之间取得平衡。

为了量化每种灵长类动物的OAS1反应,研究人员开发了一种使用重组DNA和出芽酵母的新技术。酵母含有激活OAS1的双链RNA。因此,当OAS1基因与RNase L一起表达时,它破坏了酵母RNA,限制了酵母细胞的生长。使用这种方法可以让他们以一种简单的方式比较每个物种的OAS1基因:酵母生长越少,免疫反应越强。

凯里说:“其他研究人员可以将其作为研究这些途径的工具。”

凯里指出,宿主在与病原体的长期进化冲突中,通常会进化出越来越强大的武器来保护自己。他说,在这种情况下,“主人似乎是在投降。”这一发现可能有助于解释为什么人体有时会耐受潜伏的病毒感染,如爱泼斯坦巴尔病毒或巨细胞病毒,这些病毒最终会引发某些自身免疫性疾病。

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除了凯莉,合著者还有朱丽安·库珀、梅丽莎·哈特利和nel Elde,犹他大学卫生学院的H.A.和埃德娜·本宁总统捐赠主席,以及哈佛医学院的Apurva Govande和Phili万博APP官网平台p Kranzusch。

这项研究得到了美国国立卫生研究院、巴勒斯·惠康基金、克劳迪娅·亚当斯·巴尔创新癌症研究项目、理查德和苏珊·史密斯家庭基金会以及美国国家科学基金会的支持。