生物谷報(bào)道:動(dòng)物,、真菌和植物代表了三個(gè)主要的真核生物界,。在長期與病原的生存斗爭中它們發(fā)展了多種抵抗微生物感染的免疫能力,。雖然僅僅脊椎動(dòng)物進(jìn)化了獨(dú)特的獲得性免疫系統(tǒng)應(yīng)付病原的感染,天然免疫卻幾乎存在于所有的真核生物中,。這種機(jī)制上的保守性暗示真核生物天然免疫分子可能起源于一個(gè)共同的祖先,。追尋這些免疫分子的共同祖先并了解其生成的歷史將有助于人類認(rèn)識物種起源的免疫生態(tài)適應(yīng)的機(jī)理??墒?,由于復(fù)雜病原驅(qū)動(dòng)的適應(yīng)性進(jìn)化導(dǎo)致免疫分子的加速改變以及譜系特異的基因丟失給這類問題的研究帶來了挑戰(zhàn)。
真核防御肽(Defensin)是重要的天然免疫效應(yīng)分子,,負(fù)責(zé)清除革蘭氏陽性細(xì)菌的感染,。長期以來,人們一直以為這類分子特異分布于動(dòng)物和植物,。最近丹麥諾維信(Novozymes)公司的Hans-Henrik Kristensen及其同事在Nature雜志報(bào)告了他們從歐洲腐生子囊菌Pseudoplectania nigrella中分離到了世界上第一個(gè)真菌防御肽(命名為菌絲霉素),。跟蹤他們的發(fā)現(xiàn),利用計(jì)算基因組學(xué)的方法動(dòng)物所動(dòng)物天然免疫研究組發(fā)現(xiàn)了六個(gè)全新的真菌防御肽基因家族,,并研究了它們與動(dòng)物和植物防御肽之間的進(jìn)化關(guān)系,。這一重要的工作即將在下一期的Molecular Immunology雜志上發(fā)表。動(dòng)物天然免疫研究組的研究結(jié)果清楚地表明真菌和動(dòng)物共享古典無脊椎動(dòng)物抗細(xì)菌型,、經(jīng)典昆蟲抗細(xì)菌型和植物/動(dòng)物抗真菌型防御肽,。這一發(fā)現(xiàn)首次提供了免疫方面的證據(jù)支持真菌和動(dòng)物單系起源的理論。
在真菌中發(fā)現(xiàn)植物/動(dòng)物抗真菌型防御肽使得動(dòng)物天然免疫研究組成功建立了三個(gè)真核生物界防御肽共同起源的概念,。邏輯上,,這一共同祖先可能存在于原核生物界,。為了提供相關(guān)的證據(jù),動(dòng)物天然免疫研究組利用真核防御肽序列搜索了原核生物數(shù)據(jù)庫,。結(jié)果發(fā)現(xiàn),,兩個(gè)來自于粘細(xì)菌的分泌型肽與真菌防御肽具有相似的序列。折疊識別和結(jié)構(gòu)模建進(jìn)一步支持它們之間的進(jìn)化聯(lián)系,。按照López-García等人提出的真核細(xì)胞由祖先粘細(xì)菌吞食古細(xì)菌發(fā)展而來的互養(yǎng)共棲假說,,上述的發(fā)現(xiàn)可以將真核防御肽的祖先追蹤到了粘細(xì)菌起源。假定在吞食事件發(fā)生后,,通過水平基因轉(zhuǎn)移(Horizontal gene transfer, HGT),,古細(xì)菌染色體獲得了粘細(xì)菌的防御肽基因。后者用于早期真核細(xì)胞對原核微生物的防御,。在真核細(xì)胞進(jìn)化到多細(xì)胞階段后,,三個(gè)真核生物界遺傳了祖先防御肽基因,并在其基因組中一直保留到現(xiàn)在(圖一),。對這一假說的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作正在進(jìn)行之中,。