研究揭示了基因活动如何塑造跨物种的免疫力

通过对六种哺乳动物物种中超过25万个细胞的基因进行测序，Wellcome Sanger研究所，EMBL欧洲生物信息学研究所和合作者的研究人员已经证明了免疫反应中的基因如何在细胞和物种之间产生不同的活动。

这项研究于今天(10月24日)在“ 自然”杂志上发表，该研究对细胞对病原体入侵 - 先天免疫反应的初始反应中激活的基因进行了前所未有的研究。他们使用单细胞基因组学技术测量了超过250,000 个细胞中数千个基因的活性，以绘制抗病毒和抗菌免疫的进化。

以前的研究表明，先天免疫反应中的许多基因在脊椎动物中迅速进化。这被认为是由细菌和病毒等病原体的无情压力造成的。这些包括产生细胞因子和趋化因子分子的基因，这些基因以多种方式起作用 - 一些是引起身体危险的炎症分子; 其他人限制病原体繁殖的能力和其他诱导细胞死亡的能力。它们代表了一种成功的宿主策略，可以抵消快速发展的病原体。

研究小组发现，这些基因在物种间快速进化，在个体组织内的不同细胞中也具有高度可变的活性。

相比之下，他们发现在物种之间保守并调节免疫反应的基因在组织内的细胞中更一致地被激活。这些基因可能受到更严格的限制，因为它们涉及细胞内的许多不同功能。但是，它们也是病毒的目标。这些受约束的基因代表了致命的跟腱，被病原体用来破坏免疫系统。

Wellcome Sanger研究所研究的第一作者Tzachi Hagai博士说：“我们认为这种激活模式 - 一些基因受到严格控制，而另一些基因具有更多可变活动 - 已经发展成为一种微调方式。的免疫应答，这是有效的，但平衡的。基因可以演变以帮助控制细胞的攻击者，和使用这些的基因可以细胞之间有所不同，所以周围组织不会受到大规模掉出。”

Wellcome Sanger研究所细胞遗传学负责人，该研究的高级作者Sarah Teichmann博士说：“单细胞分辨率下DNA测序的强大功能意味着现在可以进行这种研究。估计有37万亿个细胞在人体中，每个细胞都具有相同的遗传密码。但是个体细胞表现不同，他们以不同的方式使用遗传密码。通过研究个体细胞，我们可以理解这些生命的基本构建块以及它们如何协同工作 - 包括它们如何抵抗病原体。“