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  • 基础医学

    不同细胞和物种之间的基因表达差异塑造先天性免疫

    作者:佚名 来源:生物谷 日期:2019-06-13
    导读

             在一项新的研究中,来自英国威康基金会桑格研究所和?#20998;薹肿?#29983;物学实验室(EMBL)?#20998;?#29983;物信息学研究所等研究机构的研究人员对六种哺乳动物物种?#26800;?5万多个细胞的基因进行测序,证实了免疫反应?#26800;?#22522;因如何在不同的细胞之间和不同的物种之间具有不同的活活性。相关研究结果在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Gene expression variability across cells and species shapes innate immunity”。

    关键字:  基因表达 

            这些研究人员以前所未?#26800;?#32454;节研究了在细胞对病原体入?#32959;?#20986;的初始反应--先天性免疫反应(innate immune response)---中激活的基因。他们利用单细胞基因组学技术测量了25万多个细胞中数千个基因的活性来绘制抗病毒和抗?#22919;?#20813;疫的进化。

            之前的研究已表明,先天性免疫反应?#26800;?#35768;多基因在脊椎动物中快速地进化。这被认为是由来自?#22919;?#21644;病毒等病原体的无情攻击压力造成的。这些基因包括产生细胞因子和趋化因子?#32959;?#30340;基因,它们以多种方式起作用---一些?#32959;?#26159;提醒身体危险存在的炎症?#32959;?其他的?#32959;?#38480;制病原体增殖的能力;还有一些?#32959;?#35825;导细胞死亡。它们代表了一种成功的宿主策略来抵抗快速进化的病原体。

            这些研究人员证实这些基因在不同的物种之间快速地进化,而且在单个组织内的不同细胞中也具有高度可变的活性。相比之下,他们发现在不同物种之间保守的并调节免疫反应的基因在单个组织的不同细胞之间中更加一致性地被激活。这些基因可能受到更?#32454;?#30340;限制,这是因为它们参与细胞内的许多不同功能。但是,它们也是病毒的靶标。这些受到更?#32454;?#38480;制的基因代表着致命弱点,可被病原体用来破坏免疫系统。

            论文第一作者、威康基金会桑格研究所研究员Tzachi Hagai博士说,“我们认为这种激活模式---一些基因受到?#32454;?#25511;制,而另一些基因具有更多的可变活性---已进化成了一种对先天性免疫反应加以微调的方式。它是高效的,但又是平衡的。基因能够经进化后协助细胞控制入侵者,而且对这些基因的使用能够因细胞而异,因此周围组织不会受到大量攻击的影响。”

            论文通信作者、威康基金会桑格研究所细胞遗传学主任Sarah Teichmann博士说,“在单细胞分辨率下DNA测序的强大功能意味着开展这种类型的研究如今是可?#26800;摹?#25454;估计,人体有37万亿个细胞,每个细胞具有相同的遗传密码。但是不同的细胞具有不同的表现,它们以不同的方式使用遗传密码。通过研究单个细胞,我们能够理解生命的这些基础的构成单元(building block,这里指的是细胞)以及它们如?#25105;?#36215;?#29486;鰨?#21253;括它们如何抵抗病原体。”

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