Nature新聞：免疫系統“借刀殺敵”
日期：2013-05-22 09:28:08
眾所周知，粘液在生物體中無處不在。幾乎所有的動物都利用它來作為屏障，保護與環境接觸的組織，如腸或肺。現在來自加州大學圣地亞哥分校的微生物學家Jeremy Barr，以及研究小組發現粘液還是動物與病毒之間維持古老伙伴關系的關鍵。
Barr和同事們證實，不管是人、魚還是珊瑚，所有這些動物的粘液中都充滿了稱作噬菌體（phage）的殺菌病毒。這些病毒保護了它們的宿主免受進入機體的、破壞性細菌的感染。“這是動物與病毒之間一種獨特的共生形式，”Weizmann科學研究所微生物遺傳學家Rotem Sorek（未參與該研究）說。
相關論文發表在5月20日的《美國科學院院刊》（PNAS）上，同日國際權威期刊Nature雜志網站以“Viruses in the gut protect from infection”為題，對這一突破性的研究發現進行了新聞報道。
賓夕法尼亞大學微生物學家Frederic Bushman說：“這是一項開創新的研究發現。噬菌體可以被看做是先天免疫系統的組成部分，這一觀點是新穎，且令人感到興奮的。”
該研究的領導者、微生物生態學家Forest Rohwer多年來一直在收集來自整個動物王國的粘液，他發現相比于周圍的環境，粘液樣本中的噬菌體數量要高4倍以上。“關于這種共生關系，最令人感到興奮的一個方面就是，它有可能是在所有的粘液表面起作用，并從首次生成粘液開始一直在不斷演化。”
粘性刷
粘液主要是由稱作為粘蛋白（mucin）的大分子復合物所構成，粘蛋白有一個中心蛋白質骨架，其上粘附著數千個聚糖分子。研究小組發現，噬菌體粘附到了這些糖分子上，Barr將它比喻為是“一個大生物刷”。
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聚糖不斷地改變，且差異極大，而噬菌體的外殼上卻總是有著同等多樣的蛋白，這使得它們能夠堅守在這一易變的環境中。研究小組發現，有噬菌體存在，能夠附著到粘液上的細菌數量減少了超過1萬倍。
Barr說，他認為在粘液中最常見的噬菌體株，就是那些靶向最常見細菌的病毒株，它們提供了一種“粘液記憶”，對抗關系最密切的局部微生物。然而由于粘液不斷地流出，并加以補充，這些關系處于不斷變化中。Barr、Rohwer和研究小組現正試圖模擬出這一粘液區域內的進化動態。
研究人員也在探索其對于人類健康的影響。例如，Barr想知道，如果用特異性針對致病菌的粘膜結合噬菌體，來特意覆蓋個體的腸道，是否能夠提高免疫基礎水平，對抗這樣的感染。
Sorek補充說，在過去的幾年里，科學家們已經開始了解腸道常見噬菌體以及它們通過改變居住微生物群來影響人體健康的機制。他想知道動物是否是以一種“聰明“的方式，招募粘膜結合噬菌體，優先選擇了有益細菌，而非致病菌。
Barr認為，有可能確實是如此。他指出，噬菌體有時候會將它們的遺傳物質插入到細菌基因組中，而不直接殺死細菌。Barr推測通過這種方式，粘液性噬菌體有可能保護了對動物宿主有益的細菌，并破壞了有害的細菌。
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