研究揭示了基因活動(dòng)如何塑造跨物種的免疫力
通過對(duì)六種哺乳動(dòng)物物種中超過25萬個(gè)細(xì)胞的基因進(jìn)行測(cè)序,Wellcome Sanger研究所,EMBL歐洲生物信息學(xué)研究所和合作者的研究人員已經(jīng)證明了免疫反應(yīng)中的基因如何在細(xì)胞和物種之間產(chǎn)生不同的活動(dòng)。
這項(xiàng)研究于今天(10月24日)在“ 自然”雜志上發(fā)表,該研究對(duì)細(xì)胞對(duì)病原體入侵 - 先天免疫反應(yīng)的初始反應(yīng)中激活的基因進(jìn)行了前所未有的研究。他們使用單細(xì)胞基因組學(xué)技術(shù)測(cè)量了超過250,000 個(gè)細(xì)胞中數(shù)千個(gè)基因的活性,以繪制抗病毒和抗菌免疫的進(jìn)化。
以前的研究表明,先天免疫反應(yīng)中的許多基因在脊椎動(dòng)物中迅速進(jìn)化。這被認(rèn)為是由細(xì)菌和病毒等病原體的無情壓力造成的。這些包括產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子分子的基因,這些基因以多種方式起作用 - 一些是引起身體危險(xiǎn)的炎癥分子; 其他人限制病原體繁殖的能力和其他誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的能力。它們代表了一種成功的宿主策略,可以抵消快速發(fā)展的病原體。
研究小組發(fā)現(xiàn),這些基因在物種間快速進(jìn)化,在個(gè)體組織內(nèi)的不同細(xì)胞中也具有高度可變的活性。
相比之下,他們發(fā)現(xiàn)在物種之間保守并調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的基因在組織內(nèi)的細(xì)胞中更一致地被激活。這些基因可能受到更嚴(yán)格的限制,因?yàn)樗鼈兩婕凹?xì)胞內(nèi)的許多不同功能。但是,它們也是病毒的目標(biāo)。這些受約束的基因代表了致命的跟腱,被病原體用來破壞免疫系統(tǒng)。
Wellcome Sanger研究所研究的第一作者Tzachi Hagai博士說:“我們認(rèn)為這種激活模式 - 一些基因受到嚴(yán)格控制,而另一些基因具有更多可變活動(dòng) - 已經(jīng)發(fā)展成為一種微調(diào)方式。的免疫應(yīng)答,這是有效的,但平衡的?;蚩梢匝葑円詭椭刂萍?xì)胞的攻擊者,和使用這些的基因可以細(xì)胞之間有所不同,所以周圍組織不會(huì)受到大規(guī)模掉出。”
Wellcome Sanger研究所細(xì)胞遺傳學(xué)負(fù)責(zé)人,該研究的高級(jí)作者Sarah Teichmann博士說:“單細(xì)胞分辨率下DNA測(cè)序的強(qiáng)大功能意味著現(xiàn)在可以進(jìn)行這種研究。估計(jì)有37萬億個(gè)細(xì)胞在人體中,每個(gè)細(xì)胞都具有相同的遺傳密碼。但是個(gè)體細(xì)胞表現(xiàn)不同,他們以不同的方式使用遺傳密碼。通過研究個(gè)體細(xì)胞,我們可以理解這些生命的基本構(gòu)建塊以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作 - 包括它們?nèi)绾蔚挚共≡w。“
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