《Nature》子刊:UCSD解線蟲免疫反應 「zip-1」基因為樞紐 可望助攻人類免疫學

撰文記者 巫芝岳
日期2022-01-19
《Nature》子刊:UCSD解線蟲免疫反應 「zip-1」基因為樞紐 可望助攻人類免疫學 (圖片來源:網路)

近(10)日,加州大學聖地牙哥分校(UCSD)的科學家,發現一項線蟲用於抵禦病原體的「zip-1」基因,與其轉錄出狀似拉鍊結構的ZIP-1蛋白質,在其免疫反應中扮演樞紐的角色。此發現對於所知甚少的無脊椎動物免疫反應提供了重要見解;且研究中也發現與人類免疫反應相似的受體,可望對人體免疫提供更多發現。該研究發表於期刊《Nature Communications》。

論文指出,目前對於脊椎動物如何抵抗病毒等病原體感染的機制,已有廣泛的研究,不過同樣的防禦機制在無脊椎動物中則所知甚少。

因此,該團隊研究了常見模式生物——秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans),在遇到病毒或真菌感染時,會如何啟動基因轉錄來進行防禦。

他們使用會感染線蟲的RNA病毒「奧賽病毒」(Orsay virus),和真菌「微孢子蟲」(microsporidia)進行實驗,發現兩種病原體皆會引發線蟲的「細胞內病原體反應」(IPR),即線蟲在應對細胞內感染時會發生的一系列蛋白質轉錄過程。

研究人員發現,其中zip-1基因在IPR過程中,有著重要的調節功能;該基因會轉錄出ZIP-1蛋白質,而該蛋白會表現於線蟲腸道細胞的細胞核中,並會引發一系列增加IPR相關基因表達的反應,並進而觸發體內對病原體的抵抗力。

他們還觀察到ZIP-1會被DRH-1受體活化,而過去已知該類受體,對哺乳動物和線蟲的抗病毒免疫力都很重要,因此該研究與人類的免疫反應也具有關聯。

此外,除了病毒和真菌感染外,當線蟲處於高溫逆境(heat stress)時,也同樣會引發ZIP-1的反應。

領導該研究的UCSD生物科學教授Emily R. Troemel表示,病毒、真菌感染和高溫逆境,三者的作用機制完全不同,因此他們很驚訝竟都會以ZIP-1作為樞紐,引發一系列的免疫反應。

Troemel也表示,他們正在進一步探索這項發現的細節,包括研究線蟲是用哪些受體感測病毒(類似人類免疫反應中作用的受體),以及這些受體在抵抗病原體的過程中,如何與ZIP-1溝通。

參考資料:

1.論文原文:http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-27621-w

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220114115659.htm

(編譯/巫芝岳)