Science

植物&动物 | 生态&环境 | 大脑&行为 | 健康 | 技术 | 科学&政策 | 进化 | 古生物学 | 细胞 | 分子 | 基因&蛋白 | 遗传&发育 | 生物化学 | 生物物理 | 免疫 | 人物&事件 | 微生物学 |
当前位置: Science » 进化 » Science:4000万年,病原体进化竞争从未停止

Science:4000万年,病原体进化竞争从未停止

摘要 : 发表在国际著名杂志Science上的一篇研究论文中,来自犹他大学的研究者通过检测21种灵长类动物的DNA,其中包括从松鼠猴到人类等21种灵长类动物,以此揭示了灵长类抵御感染性细菌的进化历程,该研究同时也阐明了营养性免疫作为宿主防御系统策略的重要性和关键作用。

 

发表在国际著名杂志Science上的一篇研究论文中,来自犹他大学的研究者通过检测21种灵长类动物的DNA,其中包括从松鼠猴到人类等21种灵长类动物,以此揭示了灵长类抵御感染性细菌的进化历程,该研究同时也阐明了营养性免疫作为宿主防御系统策略的重要性和关键作用。

研究者Matthew Barber表示,我们知道营养性免疫已经40年了,本文研究为我们揭示了过去4000万年以来灵长类动物的进化以及细菌和灵长类动物之间关于铁的“争夺之战”,同时研究者也阐明了细菌性感染的遗传耐药性所在。机体感染细菌后会出现打喷嚏、流鼻涕等症状,这都是机体免疫系统尝试去除外来入侵者所产生的一些表现;许多细菌在感染过程中会产生一种名为转铁蛋白结合蛋白(TbpA)的强大武器,其可以结合到转铁蛋白上偷偷运输铁,尽管目前科学家清楚细菌这种策略,但是尚没有开发出抵御细菌这种动作的策略。

Nels Elde博士指出,宿主和病原体之间的相互作用仅仅是暂时的,这项研究中我们通过记录数千年来TbpA和转铁蛋白发生改变的时间和地点,从而重建了宿主和病原体之间的进化冲突,通过对进化树中的21种灵长类动物的DNA以及大量细菌菌株的TbpA进行检测,研究者发现,多数TbpA和转铁蛋白积累的改变都发生在两个蛋白之间单一的接触区域,随后研究者利用遗传观察方法来进行实验,揭示出TbpA的改变可以促进其紧紧“抓住”转铁蛋白。

世界上25%的人群机体的转铁蛋白基因都存在微小的改变,这种改变可以抑制许多感染性细菌对机体细胞的识别,本文研究首次提出了为何这种突变发生在人群中发生的频率较为明显,如今研究者知道了这是人类机体同病原体进行千百年来的进化斗争所产生的结果。

理解天然防御机制下的策略,包括营养性免疫,或许可以帮助研究人员开发抵御耐药性细菌及暴发性疾病的新型策略,而通过检测人类同病原体之间的自然冲突也将帮助确定当前的病原体状态以及开发出新型的抵御性疗法,相关研究由NIH等机构提供资助。

原文标题:Escape from bacterial iron piracy through rapid evolution of transferrin

原文摘要:Iron sequestration provides an innate defense, termed nutritional immunity, leading pathogens to scavenge iron from hosts. Although the molecular basis of this battle for iron is established, its potential as a force for evolution at host-pathogen interfaces is unknown. We show that the iron transport protein transferrin is engaged in ancient and ongoing evolutionary conflicts with TbpA, a transferrin surface receptor from bacteria. Single substitutions in transferrin at rapidly evolving sites reverse TbpA binding, providing a mechanism to counteract bacterial iron piracy among great apes. Furthermore, the C2 transferrin polymorphism in humans evades TbpA variants from Haemophilus influenzae, revealing a functional basis for standing genetic variation. These findings identify a central role for nutritional immunity in the persistent evolutionary conflicts between primates and bacterial pathogens.

来源: Science 浏览次数:46

我们欢迎生命科学领域研究成果、行业信息、翻译原创、实验技术、采访约稿。-->投稿

RSS订阅 | 生物帮 | 粤ICP备11050685号-3 ©2011-2014 生物帮 Science  All rights reserved.