一种海葵利用CARDIB对抗病毒——其机制比听起来还要奇特A Sea Anemone Uses CARDIB to Fight Viruses—and It's Even More Bizarre Than It Sounds

环球医讯 / 健康研究来源:gizmodo.com美国 - 英语2026-07-18 16:30:18 - 阅读时长4分钟 - 1701字
这项研究揭示了星状海葵(Nematostella vectensis)中一种名为CARDIB(CARD抑制剂结合蛋白)的古老免疫机制,该机制通过抑制而非激活抗病毒防御来应对病毒感染,与人类等脊椎动物的MAVS蛋白作用方式完全相反;研究团队通过CRISPR基因编辑和野外实地测试证实,尽管CARDIB在正常情况下充当免疫系统的"刹车",但它对启动有效的抗病毒反应至关重要;这项发现挑战了地球上几乎所有动物都从共同祖先继承相同抗病毒防御机制的传统观点,并为未来开发新型抗病毒治疗方法提供了新思路,可能有助于预防某些病毒发展成致命大流行病。
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一种海葵利用CARDIB对抗病毒——其机制比听起来还要奇特

星状海葵(学名:Nematostella vectensis)通常栖息在盐沼淤泥中,当它漂浮在水面时,看起来有点像微型鱿鱼,或是《降临》(2016)中的那些外星七足生物。这种微小、透明、长满触手的生物几十年来一直濒临濒危状态——尽管现在其种群数量健康,已成为实验室实验中的"模式生物"。

但耶路撒冷希伯来大学和北卡罗来纳大学夏洛特分校的研究人员在该海葵的免疫系统中发现了一些令人难以置信的东西,这可能会改变人类保护这些生物的方式以及现代医学:N. vectensis产生了一种先前未知的蛋白质,称为"CARD抑制剂结合蛋白"(CARD Inhibitor Binding protein),它增强了其对病毒感染的防护能力。正如该研究的主要作者Ton Sharoni及其同事在他们新发表的论文中所述,这种蛋白质构成了"一种古老的机制",是免疫系统进化中长期被隐藏的平行路径,可能彻底改变抗病毒治疗方法。

实验生物学家Yehu Moran(Sharoni的共同第一作者)在一份声明中解释道:"人类和海葵都需要抵御病毒,但这项研究表明,进化可以以根本不同的方式组织这些防御机制。"

研究人员将其命名为CARDIB的这种蛋白质,表面上类似于人类和其他物种中发现的一种著名抗病毒蛋白,即线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)。但相似之处仅此而已。

Moran说:"关于CARDIB的一切都表明它应该像MAVS一样发挥作用,相反,我们发现它的作用完全相反。"

踩下免疫系统的刹车

当人类和其他脊椎动物物种出现病毒感染时,MAVS蛋白质会启动免疫系统。这些信号分子服务于多种防御目的,包括促进细胞因子的产生和诱导细胞凋亡(一种程序性细胞死亡形式,通过杀死被感染的细胞宿主来阻止病原体复制)。而CARDIB则完全不具备这些功能。

Moran指出:"CARDIB通常不是激活抗病毒防御,而是抑制它们。"

研究人员通过在实验室中使用CRISPR基因编辑工具创建了定制的N. vectensis突变体来确定这一点。然后,他们将这些实验性海葵(不再具有产生CARDIB蛋白质所需的基因)与自然界中发现的N. vectensis版本进行测试对比。

Sharoni说:"结果完全出乎意料。尽管CARDIB在正常条件下充当免疫系统的刹车,但这种刹车对于启动有效的抗病毒反应至关重要。"

研究人员在6月发表于《自然·生态与进化》期刊的新研究中报告称,无法产生CARDIB的海葵对感染的易感性明显更高。相比之下,他们指出,产生CARDIB的海葵通过细胞凋亡杀死的受感染细胞较少,可以说是更为审慎的,显示出"较慢但持续的抗病毒反应"。

用另一位同样强大的Cardi B的不朽名言来说:"有时候你得换换方式。"

历经6.48亿年的进化

星状海葵的免疫系统至少可以追溯到6.48亿年前的原始"雪球地球"时期,即成冰纪。根据Moran、Sharoni及其合著者的观点,他们的发现挑战了地球上几乎所有动物都从共同祖先继承了相同抗病毒防御机制的观点。

为了进一步测试CARDIB的抗病毒效用,希伯来大学的研究人员与北卡罗来纳大学夏洛特分校的生物学家合作,测试N. vectensis在真实生态系统条件下与其CRISPR编辑的海葵对照组的生存情况。

北卡罗来纳大学夏洛特分校的科学家将这些生物放入南卡罗来纳州附近乔治敦地区通常栖息着这种海葵的本地河口水域样本中。仅仅几天(96小时)后,就明显看出能产生CARDIB的海葵生存和繁衍状况要好得多。

Moran说:"这证明我们发现的这一途径不仅仅是实验室现象,它在帮助这些动物应对自然界中面临的病毒挑战方面发挥着关键作用。"

这一发现开启了其他未被发现的物种也可能独立进化出独特免疫系统分子的可能性——未来的工作或许有一天能帮助医学研究人员防止某些病毒爆发成致命的大流行病。

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