تکامل ایمنی فوق العاده در خفاش ها

adminژانویه 11, 2024

48 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

Uدر حالی که بتمن ممکن است فاقد ابرقدرت های ذاتی باشد، خفاش های واقعی اقتباس های خارق العاده زیادی از جمله پرواز، طول عمر، پژواک، نرخ پایین سرطانو سیستم ایمنی پایدار.^1-5“همه این چیزها خفاش ها را به یک مدل واقعا جالب برای اضافه کردن به … گونه های مدلی که برای انسان ها داریم تبدیل می کند.” آرمین شیبن، یک دانشجوی فوق دکتری در آزمایشگاه Cold Spring Harbor (CSHL). در مقاله اخیر منتشر شده در زیست شناسی ژنومی و تکاملگروهی از محققان CSHL، از جمله Scheben، آدام سیپلو ریچارد مک کمبی دو گونه مهم خفاش را توالی یابی کرد تا درباره ژنتیک پشت ابرقدرت خفاش ها بیشتر بداند.⁶

دانشمندان خفاش ها را به دلیل داشتن سیستم ایمنی که از آنها حمایت می کند، مخازن پاتوژن ها می دانند بسیاری از ویروس ها تحت کنترل.⁷ Scheben گفت: “خفاش ها ارگانیسم های بسیار اجتماعی هستند که با هم زندگی می کنند و به ویروس اجازه می دهند در جمعیت آنها گسترش یابد.” هنگامی که خفاش ها با حیوانات دیگر تعامل دارند، این ویروس ها می توانند به میزبان های جدید نیز سرایت کنند. اگر سیستم ایمنی میزبان به یک پاتوژن خاص عادت نداشته باشد، ویروس می تواند باعث بیماری شود و به جمعیت جدیدی سرایت کند. موارد تایید شده یا مشکوک متعددی از گسترش خفاش به انسان وجود دارد که منجر به شیوع خطرناک شده است، از جمله ویروس ماربورگ و اولی شیوع سارس.^8,9 خفاش ها نیز ممکن است نقش داشته باشند کووید وضعیت پاندمی.¹⁰ درک پاسخ های ایمنی ضد ویروسی خفاش ها ممکن است به درمان های آینده برای بیماری های عفونی کمک کند.

Scheben و همکارانش در مقاله اخیر خود اولین توالی ژنوم کامل خفاش میوه جامائیکا را تولید کردند.Artibeus jamaicensis) که یک پستاندار است ارگانیسم مدل،¹¹ و خفاش سبیلی مزوآمریکایی (Pteronotus mesoamericanus). همکاران موزه تاریخ طبیعی آمریکا نمونه‌های خفاش را از ذخیره‌گاه باستان‌شناسی لامانای در بلیز جمع‌آوری کردند قبل از اینکه محققان ژنوم‌ها را با استفاده از توالی‌یابی طولانی‌مدت تجزیه و تحلیل کنند.برخلاف روش‌های متداول توالی‌یابی نسل بعدی که فقط قطعات کوتاهی از اسیدهای نوکلئیک را می‌خوانند، توالی‌یابی طولانی‌مدت توالی‌های طولانی‌تری تولید می‌کند که ویژگی‌های ژنومی را در بر می‌گیرد که معمولاً در توالی‌های ژنومی کوتاه خوانده‌شده که برای مطالعه پستانداران مهم هستند، نادیده گرفته می‌شوند. ژن های ایمنی.¹² Scheben می گوید: «ژن های ایمنی اغلب به صورت پشت سر هم تکرار می شوند. ما یک ژن داریم که از نوع خاصی از پاسخ به پاتوژن مراقبت می کند، اما پس از آن باید کمی آن را تغییر دهید تا بتوانید با یک پاتوژن جدید سازگار شوید. بنابراین، راحت است که بتوانید آن را کپی کنید و سپس برخی از ویژگی های جدید را دریافت کنید.

عکس خفاش سبیلی مزوآمریکایی (Pteronotus mesoamericanus) در حال پرواز.

خفاش سبیلی مزوآمریکایی (در اینجا نشان داده شده است) و خفاش میوه جامائیکا چندین نسخه از IFN-α را از دست داده اند که پیامدهایی برای پاسخ ایمنی ضد ویروسی آنها دارد.

براک و شری فنتون

همچنین ببینید “ژن تکراری به خفاش ها کمک می کند از «مسابقه تسلیحاتی» با ویروس ها زنده بمانند“

هنگامی که ژنوم‌های تازه توالی‌یابی شده خفاش‌ها را با پستانداران دیگر مقایسه کردند، محققان دریافتند که برخی از خانواده‌های ژن ایمنی گسترش یافته‌اند. با این حال، آنها همچنین مکان های ایمنی متعددی را پیدا کردند که در آن ژن های تکراری از بین رفتند. قابل توجه ترین کشف محققان، کوچک شدن آن است اینترفرون نوع I منبع (IFN) که شامل ژن های ضد ویروسی است.¹³ در اکثر پستانداران، این منطقه بزرگ است و دارای تکرارهای زیادی است. در اینجا، خفاش‌های توالی‌یابی شده اکثر یا همه ژن‌های تولیدکننده IFN-α را از دست داده‌اند. آنها فرض کردند که این از دست دادن باعث اتکای بیشتر به ژن های IFN-ω می شود که منجر به پاسخ التهابی ضعیف تر و پاسخ ضد ویروسی قوی تر می شود. این استراتژی می تواند عفونت های ویروسی را کنترل کند و در عین حال از پاسخ ایمنی مضر برای میزبان جلوگیری کند.

محققان همچنین انتخاب مثبتی را برای ژن‌های دارای پیامدهای سرطان مشاهده کردند. Scheben گفت: “ما دریافتیم که تعداد زیادی از این ژن های ضد تومور وجود دارد که به سرعت تکامل می یابند و تغییرات ژنتیکی بسیار خاص خفاش را جمع می کنند.” این تغییرات ممکن است سرطان خفاش ها را سرکوب کند و مکانیسم های مهم برای پاسخ های سرطانی در سایر پستانداران را برجسته کند. برخی از این ژن‌ها همچنین به پاسخ ایمنی کمک می‌کنند و بر ارتباط سرطان و سیستم ایمنی تاکید می‌کنند.

او گفت: «آنچه که به نظر من واقعاً جالب است این است که خفاش‌های مختلف به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که مکانیسم‌های خاصی برای کنترل عفونت‌های ویروسی یا مقابله با آسیب DNA دارند». کوین سیمینسکی، رئیس جوان گروه آنفولانزای خفاش در دانشگاه فرایبورگ که در این مطالعه شرکت نداشت. “این منبع بسیار ارزشمندی برای افرادی است که با خفاش ها، ایمونولوژی خفاش ها و همچنین ایمونولوژی مقایسه ای کار می کنند.”

همچنین ببینید “در نهایت، دانشمندان سلول های منفرد را با فناوری Long-Read توالی یابی می کنند“

با این جهت‌های جدید که عوامل مهمی را در پاسخ‌های ایمنی و سرطان پیشنهاد می‌کنند، Ciminski و Scheben موافق هستند که مطالعات عملکردی در سیستم‌های پستانداران گام بعدی است. Scheben گفت: «ما فکر می‌کنیم که این ردیابی‌ها پس از تأیید آزمایشی بیشتر می‌توانند بسیار مفید باشند… برای درک اینکه چگونه خفاش‌ها می‌توانند در برابر عفونت‌های ویروسی مقاومت کنند.» برخی از نتایجی که در درازمدت به دست آوردیم می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای سلامت انسان در درمان سرطان و عفونت‌های ویروسی کمک کند.»