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Nature:“偷”来的免疫防御

摘要 : 这是一个弱肉强食的世界,细菌已在这个世界中生存了很长的时间。因此,细菌拥有先进的武器来彼此竞争环境中宝贵的资源,并不让人感到意外。2010年,华盛顿大学微生物学系副教授Joseph Mougous领导的一项研究,揭示出了在细菌间的这场战争中所使用的一个武器装备系统。参战者将致命的毒素注入到了竞争细胞中。

 Nature:“偷”来的免疫防御

这是一个弱肉强食的世界,细菌已在这个世界中生存了很长的时间。因此,细菌拥有先进的武器来彼此竞争环境中宝贵的资源,并不让人感到意外。2010年,华盛顿大学微生物学系副教授Joseph Mougous领导的一项研究,揭示出了在细菌间的这场战争中所使用的一个武器装备系统。参战者将致命的毒素注入到了竞争细胞中。

而现在,令人惊讶地是,Mougous和同事们发现许多动物从细菌的剧本中借鉴了这一点。它们偷取了这些毒素来对抗生长在体内或体表的有害微生物。研究人员将他们的研究结果在线发布在《自然》(Nature)杂志上。

Mougous的研究小组是在与Fred Hutchinson癌症研究中心进化生物学家Harmit Malik合作寻找更多的细菌竞争毒素时,偶然发现这些动物毒素的。

论文的共同作者、Malik 实验室博士后Matt Daugherty 说:“当我们开始挖掘基因组数据库时,我们惊讶地发现我们认为只存在于细菌中的一些毒素基因也存在于几种动物体内。我们随即开始思考为什么它们会在那里。”

他们的分析结果揭示,这些基因从细菌跳跃到了动物中。通过一个叫做水平基因转移的过程,这些基因永久地整合到了这些动物的基因组中。尽管这样的转移事件在微生物之间很常见,但却很少基因被报道从细菌跳跃到了更为复杂的生物体内。

携带这些细菌毒素的生物体相当多样,包括几个种类的蜱和螨。该研究小组的科学家立刻识别出了这种毒素在一种生物——鹿蜱(deer tick)中尤其具有潜在的医学意义。鹿蜱因能够传播莱姆病(Lyme disease)而臭名昭著。

论文的共同作者、Mougous研究小组博士后Seemay Chou说:“由于莱姆病在北美日趋流行,在鹿蜱中看到这种现象我们感到非常兴奋。莱姆病是由一种细菌所引起,因此我们猜测转移的细菌毒素有可能影响了蜱与莱姆病药物的互作。”

蜱的肠道中携带着病原体,当它们叮咬动物时会通过唾液传播病原体。在蜱的这两个部位毒素非常丰富。研究人员观察发现,当他们采用一些遗传策略来减少蜱中的毒素生成时,莱姆病病原体的水平显著升高。

Chou说:“我们现在正在追踪观察这些结果,调查这些毒素是如何影响莱姆病传播的。”

此外,毒素在除蜱之外的生物中如何发挥功能也有待去探索。研究人员现正在调查动物重新利用其它细菌毒素来获得抗菌防御的可能性。

“鉴于我们发现新毒素的速度,如果我们找到更多水平转移的毒素基因,也完全不会让我感到意外,”Mougous说。

原文链接:Transferred interbacterial antagonism genes augment eukaryotic innate immune function

来源: Nature 浏览次数:55

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