与人类一样,昆虫也会感染多种微生物。然而与我们不同的是,它们并不产生成千上万种迥异的抗体去特异性地攻击病原体。那么,它们如何自卫呢?新的研究表明,果蝇能召集它们自己的蛋白质部队,抵抗微生物侵略者,这意味着昆虫的免疫系统比人们以往的认识更为复杂。
过去5年里,研究人员确认,在果蝇体内,由Dscam基因(编码唐氏综合征细胞黏附分子)制造的蛋白质随神经元的改变而改变,这有助于识别神经元的身份。Dscam的116个编码区总共可编码神经元中38000种差别细微的蛋白质。这促使美国马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院的发育神经生物学家Dietmar Schmucker联想到脊椎动物免疫细胞的特异性,促使他到神经系统之外去寻找Dscam蛋白质。
Schmucker的博士后Fiona Watson利用可识别此类蛋白质的抗体,在果蝇血淋巴中(昆虫体内相当于血清的成分)及脂肪体细胞和免疫细胞表面找到了这些分子。研究生Roland Püttmann-Holgado也通过微阵列(microarray)研究证明,昆虫免疫系统能利用多种Dscam蛋白质。
当Watson利用RNA干扰技术抑制果蝇Dscam基因的表达后,她发现血细胞吞噬的细菌减少了30%。研究人员在其他试验中发现,昆虫Dscam基因的各个“版本”对大肠杆菌的黏附性不同,可能说明不同版本具有各自的病原体特异性。研究人员近日在《科学》杂志网络版上报告说,尽管要想确认Dscam蛋白质的免疫功能仍需做大量研究,但这些结果仍意味着该基因的分子功能类似于原始抗体,能引导游走细胞接近特定病原体。
加州大学洛杉矶分校的神经学家James Clemens和康奈尔大学的进化遗传学家Brian Lazzaro表示:“这个发现非常有意思”,说明昆虫的免疫系统在获得性免疫——免疫系统记忆并更有效地对付再次感染的能力——的进化中“可能居于较早的位置”。