科学家们发现了海葵抵御病毒的一种之前未知的方式，显示动物免疫系统的进化可能比之前认为的要多样得多。新发现的防御依赖于一种蛋白质，该蛋白质与人类最重要的抗病毒蛋白之一非常相似，但功能正好相反，同时对保护动物免受感染仍然至关重要。研究结果表明，进化在动物王国中产生了不止一种成功的抗病毒策略。该研究由耶路撒冷希伯来大学的博士候选人汤·沙罗尼和叶胡·莫兰教授主导，并与北卡罗来纳大学夏洛特分校的科学家合作，发表在《自然生态与进化》期刊上。这挑战了长期以来认为动物从共同祖先那里继承了单一核心抗病毒系统的观念，并指出抵御病毒感染的多种进化解决方案。一种古老的动物为免疫提供了新线索 病毒在整个进化历史中威胁着生物体。在人类和其他脊椎动物中，身体的关键抗病毒防御依赖于一种名为MAVS的蛋白质。当病毒被检测到时，MAVS有助于触发免疫系统，使其能够对感染做出反应。为了研究这一防御系统有多古老，研究人员研究了海葵。这些古老的海洋动物在六亿多年前与最终通向人类的进化谱系分离。由于它们与珊瑚和水母是近亲，海葵为科学家提供了早期动物免疫进化的宝贵视角。在研究过程中，团队发现了一种之前未知的蛋白质，他们将其命名为CARDIB（CARD抑制子结合蛋白）。起初，CARDIB看起来与MAVS非常相似，研究人员认为它可能执行与人类相同的抗病毒角色。然而，这一假设很快被推翻。“CARDIB的所有特征都表明它应该像MAVS一样发挥作用，”耶路撒冷希伯来大学生态、进化与行为系主任叶胡·莫兰教授表示。“相反，我们发现它的功能恰恰相反。CARDIB通常抑制抗病毒防御，而不是激活它们。” 一种通过减缓免疫系统来保护的意外蛋白质这一发现立即引发了一个重要问题：为什么一种动物会故意抑制自己的免疫反应？为了找出原因，研究人员使用CRISPR基因编辑去除了海葵中的CARDIB基因，然后将它们暴露于病毒之下。结果出乎意料。没有CARDIB的海葵对感染变得更加敏感。病毒迅速繁殖，动物未能正确激活其抗病毒防御，其抵抗感染的能力显著下降。“结果完全违背直觉，”沙罗尼说。“尽管CARDIB在正常条件下充当免疫系统的制动器，但这一制动器对有效的抗病毒反应至关重要。”总体而言，实验表明，海葵依赖于一种根本与人类使用的抗病毒路径不同的机制，尽管这两种系统中都含有外观相似的分子成分。 自然环境证实了这一发现研究人员还希望确定这种新发现的免疫路径在严格控制的实验室条件之外是否重要。为了回答这个问题，基因改造的海葵从实验室的水族箱移至在南卡罗来纳州提供自然河口水的户外海洋中观测体。这样，动物们便接触到了其正常环境中存在的各种病毒和微生物。几天内差异变得显而易见。缺乏CARDIB及相关抗病毒基因的海葵积累了显著多于未改造动物的病毒。研究人员还发现，在实验室测试中看似仅重要的一个免疫基因在自然环境条件下变得显然重要。“这证明我们发现的通路不仅仅是实验室现象，”莫兰说。“它在帮助这些动物应对自然界面临的病毒挑战中发挥了关键作用。” 多种抗病毒进化解决方案这一发现表明，进化并没有停留在单一的普遍抗病毒策略上。相反，不同种类的动物可能独立发展出不同的分子系统来检测病毒并阻止它们传播。“人类和海葵都需要抵御病毒的保护，但这项工作表明，进化可以以根本不同的方式组织这些防御，”莫兰补充道。这项研究还强调了超越传统实验室动物的重要性。像海葵这样的古老生物可以保存进化创新