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没看错!变形虫也有类似于人的先天免疫系统

更新时间:2016-03-04 点击量:538

根据一项新的研究,一种被称作盘基网柄菌(Dictyosium discoideum)的变形虫产生能够杀死细菌的胞外DNA网状结构,正如人和其他高等动物体内的吞噬细胞所做的那样。

盘基网柄菌是黏菌的一种,虽然名字中带个“菌”字,却并不是通常所说的细菌,而是一种真核生物。它通常以单细胞形态存在,以细菌为食物,当食物短缺时,成百上千的盘基网柄菌就向周围发送信号,即环腺苷酸(cAMP)分子。收到信号的盘基网柄菌也向其周围发送同样的信号,通过互相收发信号,它们自发集合在一起,形成一种茎状结构,集体迁徙到别的地方。这种茎状结构的顶端存在着大量孢子,这些孢子能够被风吹到食物更加丰富的环境中。在这些形成这种合作性结构的盘基网柄菌中,大约80%变成孢子;大约20%形成这种茎,以牺牲它们自己的存活和繁殖为代价,换取那80%成功地存活和繁殖。

在这项新的研究中,研究人员发现,还存在第三种细胞群体,大约占其中的1%,它们维持着盘基网柄菌典型的吞噬功能。相关研究结果于2016年3月1日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Social amoebae trap and kill bacteria by casting DNA nets”。

论文共同作者、瑞士日内瓦大学Thierry Soldati博士在一份新闻稿中说,“这zui后的一部分是由被称作岗哨细胞(sentinel cell)的细胞组成的。它们组成这种变形虫原始的先天免疫系统,发挥着与动物体内的免疫细胞一样的作用。确实,它们也利用吞噬作用和DNA网状结构消灭危害这种变形虫存活的细菌。”

人类先天免疫系统中的吞噬细胞能够吞噬细菌,然后利用活性氧攻击它们,从而杀死它们,或者释放由它们自己的DNA形成的被称作嗜中性粒细胞胞外陷阱(Neutrophil Extrocellular Trap, NET)的网状结构,然后就能够在胞外环境中捕获和杀死细菌。盘基网柄菌在它们所在的环境中也能够类似地吞噬细菌。在这项研究中,Soldati和他的日内瓦大学和美国贝勒医学院同事们发现当遭受到细菌或脂多糖的威胁时,盘基网柄菌的岗哨细胞也能够产生基于DNA的胞外网状结构。再者,干扰这种过程能够降低这种细胞群体清除细菌感染的能力。

Soldati和他的同事们在他们的论文中说,“我们的研究结果证实盘基网柄菌是一种强有力的模式生物,可以用来研究细胞先天免疫机制的进化和保守,而且也提示着作为先天免疫防御的这些基于DNA的胞外网状结构的起源早于多细胞动物(metazoan)的出现。”

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