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文/陳根

免疫系統(tǒng)是身體的衛(wèi)士，是機體執(zhí)行免疫應(yīng)答及免疫功能的重要系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)也是防衛(wèi)病原體入侵最有效的武器，它能發(fā)現(xiàn)并清除異物、外來微生物等引起波動的因素，并維持人體內(nèi)環(huán)境的健康。

過去，人們一直認(rèn)為免疫是人體免疫系統(tǒng)特有的功能，而現(xiàn)在，越來越多的研究證實，細(xì)菌也存在與人體相似的免疫功能。研究人員發(fā)現(xiàn)，像人類一樣，細(xì)菌耶有各種免疫系統(tǒng)來抵御病毒等病原體。

比如，CRISPR就是細(xì)菌的免疫系統(tǒng)，這也給基因療法提供了窗口。在目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌中的百分之四十，古細(xì)菌中的百分之九十都擁有這種系統(tǒng)。CRISPR和人類獲得免疫記憶的過程非常相像，大致來說可以分為獲得免疫，產(chǎn)生CRISPR RNA，消除目標(biāo)外源DNA或降解病原體的DNA，使其無害。

而現(xiàn)在，在瓦赫寧根大學(xué)和研究機構(gòu)生物化學(xué)實驗室的助理教授Daan Swarts的研究小組中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種全新的免疫系統(tǒng)，它利用另一種機制來中和入侵者。該研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)雜志《細(xì)胞》上。

研究人員們證明，一種新型的細(xì)菌“Argonaute蛋白”，在檢測到入侵的DNA后，故意分解所有具有雄辯名稱的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的分子。

具體來看，Argonaute蛋白出現(xiàn)在植物和人類等多細(xì)胞生物中，但也出現(xiàn)在細(xì)菌等單細(xì)胞生物中。這些Argonautes被編程為一小段“引導(dǎo)RNA”或“引導(dǎo)DNA”，以尋找具有相同序列的入侵RNA或DNA。在大多數(shù)情況下，入侵者會被切割成更小的、無害的碎片，從而被摧毀。

盡管斯瓦特研究中的Argonaute蛋白也使用了引導(dǎo)RNA，但研究人員最終使其通過一種根本不同的方法進(jìn)行防御：在檢測到入侵的DNA后，Argonaute蛋白通過分解NAD+完全關(guān)閉了細(xì)胞。

其中，NAD+分子在細(xì)胞的新陳代謝中具有關(guān)鍵功能，并保持眾所周知的引擎運轉(zhuǎn)，使細(xì)胞繼續(xù)存在。沒有NAD+，細(xì)胞最終會死亡。

研究人員表示：“這聽起來可能是矛盾的，但這正是要發(fā)生的事情。通過讓受感染的細(xì)胞死亡，入侵者不能繁殖或傳播到鄰近的細(xì)菌。細(xì)菌細(xì)胞被‘犧牲’了，以拯救其他健康的細(xì)胞。”

研究人員在不同種類的細(xì)菌中都發(fā)現(xiàn)了這種免疫系統(tǒng)。正如研究人員所指出的：“人們常常低估了細(xì)菌的能力，不管細(xì)菌有多小，它們的免疫系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化了數(shù)百萬年，變得越來越先進(jìn)。它們必須如此，因為病毒往往也非常復(fù)雜?！边@也啟示我們，可以從細(xì)菌免疫系統(tǒng)的視角出發(fā)，在未來，我們也許能夠利用這種基因工具檢測人體中的疾病，從而實現(xiàn)人類想要治療疾病的效果。