Nature驚人發現：偷來的免疫防御
日期：2014-11-25 08:53:17
這是一個弱肉強食的世界，細菌已在這個世界中生存了很長的時間。因此，細菌擁有先進的武器來彼此競爭環境中寶貴的資源，并不讓人感到意外。2010年，華盛頓大學微生物學系副教授Joseph Mougous領導的一項研究，揭示出了在細菌間的這場戰爭中所使用的一個武器裝備系統。參戰者將致命的毒素注入到了競爭細胞中。
而現在，令人驚訝地是，Mougous和同事們發現許多動物從細菌的劇本中借鑒了這一頁。它們偷取了這些毒素來對抗生長在體內或體表的有害微生物。研究人員將他們的研究結果在線發布在12月24日的《自然》（Nature）雜志上。
Mougous的研究小組是在與Fred Hutchinson癌癥研究中心進化生物學家Harmit Malik合作尋找更多的細菌競爭毒素時，偶然發現這些動物毒素的。
論文的共同作者、Malik 實驗室博士后Matt Daugherty 說：“當我們開始挖掘基因組數據庫時，我們驚訝地發現我們認為只存在于細菌中的一些毒素基因也存在于幾種動物體內。我們隨即開始思考為什么它們會在那里。”
他們的分析結果揭示，這些基因從細菌跳躍到了動物中。通過一個叫做水平基因轉移的過程，這些基因永久地整合到了這些動物的基因組中。盡管這樣的轉移事件在微生物之間很常見，但卻很少基因被報道從細菌跳躍到了更為復雜的生物體內。
攜帶這些細菌毒素的生物體相當多樣，包括幾個種類的蜱和螨。該研究小組的科學家立刻識別出了這種毒素在一種生物——鹿蜱（deer tick）中尤其具有潛在的醫學意義。鹿蜱因能夠傳播萊姆病（Lyme disease）而臭名昭著。
論文的共同作者、Mougous研究小組博士后Seemay Chou說：“由于萊姆病在北美日趨流行，在鹿蜱中看到這種現象我們感到非常興奮。萊姆病是由一種細菌所引起，因此我們猜測轉移的細菌毒素有可能影響了蜱與萊姆病藥物的互作。”
蜱的腸道中攜帶著病原體，當它們叮咬動物時會通過唾液傳播病原體。在蜱的這兩個部位毒素非常豐富。研究人員觀察發現，當他們采用一些遺傳策略來減少蜱中的毒素生成時，萊姆病病原體的水平顯著升高。
Chou說：“我們現在正在追蹤觀察這些結果，調查這些毒素是如何影響萊姆病傳播的。”
此外，毒素在除蜱之外的生物中如何發揮功能也有待去探索。研究人員現正在調查動物重新利用其它細菌毒素來獲得抗菌防御的可能性。
“鑒于我們發現新毒素的速度，如果我們找到更多水平轉移的毒素基因，也完全不會讓我感到意外，”Mougous說。
上一篇： Nature子刊：組蛋白、細胞衰老和癌癥
下一篇： PNAS：獨特的雙功能干細胞
